JP4415027B2 - Control method and system for a multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Description

本発明は、多気筒内燃機関のための制御方法及びシステムに、特に、船舶に搭載される推進機関として使用するための多気筒舶用ディーゼルエンジンに関する。
より具体的には、本発明は、多気筒内燃機関の各気筒の各燃焼サイクル中に、エンジンの各回転中に時間で変動する制御パラメータに応じて行われる、操作事象の実行の電子制御に関する。操作事象を網羅しているわけではないが、代表的には、操作事象の実行は、各燃焼サイクル中に適時に制御されることになるが、これには、燃料の噴射、着火、吸気及び排気弁の作動、及び滑材剤と圧縮空気の気筒への供給、の瞬間が含まれる。 The present invention relates to a control method and system for a multi-cylinder internal combustion engine, and more particularly to a multi-cylinder marine diesel engine for use as a propulsion engine mounted on a ship.
More specifically, the present invention relates to electronic control of execution of operating events performed during each combustion cycle of each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine according to control parameters that vary with time during each revolution of the engine. . While not exhaustive of operational events, typically the execution of operational events will be controlled in time during each combustion cycle, including fuel injection, ignition, intake and intake. The moment of activation of the exhaust valve and the supply of lubricant and compressed air to the cylinder is included.

制御パラメータは、代表的には、クランク軸の回りに規則的に分布配置されている複数の個々の感知点で少なくとも１つのセンサー装置によって捕捉される、瞬間的なクランク軸角度位置である。   The control parameter is typically the instantaneous crankshaft angular position captured by at least one sensor device at a plurality of individual sensing points distributed regularly around the crankshaft.

本発明が関係する種類の制御方法及びシステムは、当該技術では周知であり、例えば、本出願者に帰属しており、制御システム又はその重要な部品の故障によって生じる操作の中断という危険性を最小にするため高度なエラー許容性を達成するという主要な目的を有する制御システムを開示している日本特許第３４８３７４３Ｂ２号からもよく知られている。これらの目的は、先行技術システムを、２つの中央エンジン制御ユニット、エンジンクランク軸の角度位置と速度を検出するための２つの別個のセンサー装置、及び、中央エンジン制御ユニットと個別の気筒制御ユニットとの間の２つの別個の通信線、を備えている完全冗長系として構成することによって達成される。   Control methods and systems of the type to which the present invention pertains are well known in the art, for example belonging to the Applicant, minimizing the risk of interruption of operation caused by failure of the control system or its critical components Is well known from Japanese Patent No. 3,483,743 B2, which discloses a control system with the main purpose of achieving a high degree of error tolerance. These objectives include prior art systems, two central engine control units, two separate sensor devices for detecting the angular position and speed of the engine crankshaft, and a central engine control unit and a separate cylinder control unit. This is accomplished by configuring as a fully redundant system with two separate communication lines between.

各気筒の各燃焼サイクル中の操作事象の実行の正確な時機及び制御は、非常に重要であり、クランク軸の瞬間的角度位置に関する更新された正確な情報に依存しているので、記載している先行技術によるシステムは、クランク軸に隣接して配置されそれぞれが多数の個別の光学検出器部材を備えているセンサー装置によって高精度に判定された個々の瞬間的なクランク軸位置の数値を含んでいる制御パラメータのリアルタイムのデータ送信に対する必須要件に依存している。これらの検出器部材は、専用の個別の信号線を介して、エンジン及び気筒制御ユニットと接続されている。センサー装置に用いられている実際のエンコード形式と検出器部材の型式次第で、各センサー装置の検出器部材の数と、従って各センサー装置からエンジン及び気筒制御ユニットへの専用の個別の信号線の数は、通常、４から１２本の別個の信号線となる。   The exact timing and control of the execution of operating events during each combustion cycle of each cylinder is very important and depends on updated and accurate information on the instantaneous angular position of the crankshaft, so The prior art system includes individual instantaneous crankshaft position values determined with high accuracy by a sensor device arranged adjacent to the crankshaft and each having a number of individual optical detector members. Depends on the essential requirements for real-time data transmission of the control parameters. These detector members are connected to the engine and cylinder control unit via dedicated individual signal lines. Depending on the actual encoding type used in the sensor device and the type of detector member, the number of detector members in each sensor device and thus the dedicated individual signal lines from each sensor device to the engine and cylinder control unit. The number is typically 4 to 12 separate signal lines.

この先行技術による制御システムは、多気筒内燃機関に対する非常に信頼できるフェールセーフ電子制御モードを提供することが分かっているが、各センサー装置からエンジン及び気筒制御ユニットへの多数の専用の個別の信号線が必要なことは、特に、船舶に搭載される推進機関の場合には、重大な欠点となることを表している。エンジン気筒の数は、通常、４から１４の範囲であるので、そのような推進機関は、非常に複雑で大きなシステムであり、クランク軸とエンジン及び気筒制御ユニットからの信号を捕捉するセンサー装置は、物理的に相当に離して配置されているので、専用の個別の信号線は、これに対応する長い距離引き回され、多くのユニットに接続されねばならない。更に、船の機関室内の物理的及び化学的環境が、その様な信号線に用いられるケーブルの品質に対して高い要求を課すことになる。   Although this prior art control system has been found to provide a very reliable fail-safe electronic control mode for multi-cylinder internal combustion engines, a number of dedicated individual signals from each sensor device to the engine and cylinder control unit. The need for lines represents a significant drawback, especially in the case of propulsion engines mounted on ships. Since the number of engine cylinders is usually in the range of 4 to 14, such propulsion engines are very complex and large systems, and sensor devices that capture signals from the crankshaft and the engine and cylinder control unit are , Because they are physically separated considerably, the dedicated individual signal lines must be routed a corresponding long distance and connected to many units. In addition, the physical and chemical environment within the ship's engine room places high demands on the quality of the cables used for such signal lines.

推進機関及び各種エンジン補機装置と、船橋又は緊急操作ステーションに配置されている外部操作及び／又は監視端末の間の、エンジン制御コマンドと作動状態メッセージの通
信を含む他の型式の船内データ送信では、通信バスネットワークを利用するのが最新の技術であり、通信バスによって、相当数のノード端末の間のメッセージの通信が、ネットワークプロトコルによって操作され制御されている単一の共有通信線で行われている、という事実によって、この欠点は、更に深刻になる。 In other types of inboard data transmission, including communication of engine control commands and operating status messages between the propulsion engine and various engine accessory equipment and external operation and / or monitoring terminals located at the bridge or emergency operation station is the latest technology to utilize the communication bus network, the communication bus, the communication of messages between a considerable number of nodes terminals, a single shared communication line being controlled is operated by Netw network protocol This shortcoming is exacerbated by the fact that it is done in

その様なネットワークベースの通信システムの使用の例には、ＷＯ第２００５／１２４１６１号に開示されている流体弁の制御へのバスモジュールの使用、ＷＯ第２００５／１１９９７４号に開示されている分散処理制御システム内のデータ転送、又は米国特許出願第２００４／００１０３４９号及び同第２００４／００４２４０１号及び米国特許第６，６２９，２４７号に開示されている自動車又は電力供給システム内の発電機セット監視又は技術的データ通信のための標準的なＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）プロトコルの使用、及び、デンマーク特許第１６８８０７号に開示されている監視及び自動化のため、又は欧州特許第１５９１６４９号に開示されているディーゼルエンジン制御のための、船上での高冗長ローカルデータ通信ネットワークの使用、が含まれる。しかしながら、これらの先行技術による発行物の何れも、多気筒エンジンの気筒内での燃焼プロセスの重要な電子制御に関係するどの様な種類の情報も含んではいない。
日本特許第３４８３７４３Ｂ２号 ＷＯ第２００５／１２４１６１号 ＷＯ第２００５／１１９９７４号 米国特許出願第２００４／００１０３４９号 米国特許出願第２００４／００４２４０１号 米国特許第６，６２９，２４７号 デンマーク特許第１６８８０７号 欧州特許第１ ５９１ ６４９号 Examples of the use of such a network-based communication system include the use of a bus module for the control of fluid valves disclosed in WO 2005/124161, the distributed processing disclosed in WO 2005/119974. Data transfer within a control system, or generator set monitoring within an automobile or power supply system as disclosed in US Patent Application Nos. 2004/0010349 and 2004/0042401 and US Pat. No. 6,629,247 or Use of the standard CAN (controller area network) protocol for technical data communication and the monitoring and automation disclosed in Danish Patent No. 1168807 or diesel disclosed in European Patent No. 1591649 Highly redundant local data on board for engine control The use of data communication networks include. However, none of these prior art publications contain any kind of information related to the important electronic control of the combustion process in the cylinders of a multi-cylinder engine.
Japanese Patent No. 3483743B2 WO 2005/124161 WO 2005/119974 US Patent Application No. 2004/0010349 US Patent Application No. 2004/0042401 US Pat. No. 6,629,247 Danish Patent No. 168807 European Patent No. 1 591 649

背景技術で上に概説した様に、本発明の一般的な目的は、多気筒内燃機関の各気筒における各燃焼サイクル中の操作事象を制御するための方法及びシステムを提供し、それによって日本特許第３４８３７４３Ｂ２号に開示されている先行技術による制御システムの上記欠点及び不都合な点を克服しながら、一方では信頼できフェールセーフな操作性を少なくとも先行技術によるシステムと同じレベルに維持することである。   As outlined above in the background art, the general object of the present invention is to provide a method and system for controlling operational events during each combustion cycle in each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine, thereby providing a Japanese patent. While overcoming the above disadvantages and disadvantages of the prior art control system disclosed in US Pat. No. 3,483,473B2, while maintaining reliable and fail-safe operability at least at the same level as prior art systems.

本発明の別の目的は、或る制御方法及びシステムを提供し、それによって１つ又は複数のセンサー装置から多気筒内燃機関のエンジン及び気筒制御ユニットへの制御パラメータデータのリアルタイム通信に関する先行技術における実際の効果的な要件を省けるようにしながら、一方では操作事象の時機及び制御が、各燃焼サイクル中に気筒制御ユニットによって、制御パラメータデータが実際にリアルタイムで通信されているのと同じレベルの精度で実行されるように維持することである。   Another object of the present invention is in the prior art relating to real time communication of control parameter data from one or more sensor devices to the engine and cylinder control unit of one or more sensor devices by providing a control method and system. While saving the actual effective requirements, on the one hand, the timing and control of operating events is the same level of accuracy that the control parameter data is actually communicated in real time by the cylinder control unit during each combustion cycle. Is to keep it running.

上記及びその他の目的を実現するため、以下の説明から明らかになるように、本発明の第１の態様によれば、各燃焼サイクル中に多気筒内燃機関の各気筒毎に、エンジンの各回転中に時間によって変動する制御パラメータに応じて行われる操作事象の実行を制御するための方法が提供されており、同方法は、エンジンの各回転中の複数の個々の瞬間における制御パラメータの瞬間値を少なくとも１つのセンサー装置によって捕捉する段階と、各気筒の各燃焼サイクル中に、前記操作事象の実行の時機を図り、制御するために、前記制御パラメータの瞬間値をデジタル制御パラメータ信号として前記内燃機関用の制御ユニットに通信する段階を含んでいる。 To achieve the above and other objects, as will become apparent from the following description, according to the first aspect of the present invention, each revolution of the engine for each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine during each combustion cycle. A method is provided for controlling the execution of an operating event that occurs in response to a time-varying control parameter, wherein the method includes instantaneous values of the control parameter at a plurality of individual moments during each revolution of the engine. In order to time and control the execution of the operating event during each combustion cycle of each cylinder, the instantaneous value of the control parameter as a digital control parameter signal for the internal combustion Including communicating to an engine control unit.

本発明によれば、この制御方法は、
前記デジタル制御パラメータ信号を、少なくとも１つのセンサー装置から、通信バスネットワーク内で或るノードを形成している少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールへ送る段階であって、同ネットワーク内の別のノードは、前記制御ユニットに関係付けられたコントローラインターフェースモジュールによって個別に形成されている、前記デジタルパラメータ信号を送る段階と、
前記通信バスネットワークを介して送信するために、前記デジタル制御パラメータ信号をデータメッセージに含める段階と、
前記データメッセージを、同時一斉送信によって、前記通信バスネットワークを介して前記各コントローラインターフェースモジュールに通信する段階と、
前記通信バスネットワークを介する前記送信によって生じる前記デジタル制御パラメータ信号のリアルタイム通信からの偏差を、補正データを前記データメッセージに含めることと、各コントローラインターフェースモジュール毎に、連続するデータメッセージの前記コントローラインターフェースモジュールによる受信の間の各間隔毎に制御パラメータの推定値を計算することと、によって補正する段階であって、前記計算は、前記制御パラメータの瞬間値と、各送信メッセージに含まれる前記補正データから行われる、補正する段階と、によって特徴付けられる。 According to the present invention, this control method comprises:
The digital control parameter signal, the method comprising: sending at least one sensor device, to at least one encoder interface module, which form certain nodes within communication bus network, another node in the network, Sending the digital parameter signal individually formed by a controller interface module associated with the control unit;
Including the digital control parameter signal in a data message for transmission over the communication bus network;
Communicating the data message to the respective controller interface modules via the communication bus network by simultaneous simultaneous transmission;
The controller interface module of the deviations from the real-time communication of the digital control parameter signal generated by the transmission, and the inclusion of the correction data to said data message, each controller interface module, successive data messages over the communication bus network comprising the steps of correcting by, and calculating an estimate of the control parameter for each interval between reception by said correction data and the calculation is the instantaneous value of the control parameter, it included in each transmitted message And performing a correction step.

この制御方法を実施するために、本発明の別の態様によれば、各燃焼サイクル中に多気筒内燃機関の各気筒毎に、エンジンの各回転中に時間によって変動する制御パラメータに応じて行われる操作事象の実行を制御するためのシステムが提供されており、同システムは、エンジンの各回転中の複数の個々の瞬間に制御パラメータの瞬間値を捕捉するための少なくとも１つのセンサー装置と、気筒の各燃焼サイクル中に前記操作事象の実行の時機を図り、制御するために、捕捉された制御パラメータの瞬間値をデジタル制御パラメータ信号として前記内燃機関用の制御ユニットへ通信するための通信手段と、を備えている。 In order to carry out this control method, according to another aspect of the present invention, each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine is subjected to a control parameter that varies with time during each rotation of the engine during each combustion cycle. There is provided a system for controlling the execution of said operating event, the system comprising at least one sensor device for capturing instantaneous values of control parameters at a plurality of individual moments during each revolution of the engine; Communication means for communicating the instantaneous value of the captured control parameter as a digital control parameter signal to the control unit for the internal combustion engine to time and control execution of the operating event during each combustion cycle of the cylinder And.

本発明によれば、この制御システムは、
前記少なくとも１つのセンサー装置が、少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールと、そこへ前記デジタル制御パラメータ信号を送るために接続されており、前記エンコードインターフェースモジュールは、通信バスネットワーク内に或るノードを形成しており、そのネットワークの別のノードは、前記制御ユニットに関係付けられているコントローラインターフェースモジュールによって個別に形成されている、ことと、
前記デジタル制御パラメータ信号を含むデータメッセージを作成するためのメッセージ作成手段と、前記データメッセージを通信するための送信手段が、前記データメッセージを、前記通信バスネットワークを介して前記データメッセージを同時一斉送信することによって、前記コントローラインターフェースモジュールのそれぞれに通信するために備えられていることと、
補正データを作成するための手段が、前記エンコーダインターフェースモジュール内に、前記補正データを、前記メッセージ作成手段によって作成されたデータメッセージ内に追加して含めるために設けられており、補正手段が、各コントローラインターフェースモジュールによって、前記通信バスネットワークを介する送信によって生じる前記デジタル制御パラメータ信号のリアルタイム通信からの偏差を、連続するデータメッセージのコントローラインターフェースモジュールによる受信の間の各間隔毎に前記制御パラメータの推定値を計算することによって補正するために設けられており、前記計算は、制御パラメータの瞬間値と、送信される各メッセージに含まれている前記補正データから行われること、を特徴としている。 According to the present invention, this control system comprises:
Wherein the at least one sensor device includes at least one encoder interface module is connected thereto to send the digital control parameter signal, the encoding interface module, a certain node is formed for communication bus network And another node of the network is individually formed by a controller interface module associated with the control unit;
A message creation means for creating a data message including the digital control parameter signal and a transmission means for communicating the data message simultaneously send the data message via the communication bus network. Is provided to communicate with each of the controller interface modules;
Complement means for creating a positive data, in the encoder interface module, the correction data is provided to include in addition to the data message created by the message creating means, the correction means, Deviations from real-time communication of the digital control parameter signal caused by transmission over the communication bus network by each controller interface module estimate the control parameter at each interval between receipt of successive data messages by the controller interface module. It is provided for correction by calculating a value, characterized in that the calculation is carried out from the instantaneous value of the control parameter and the correction data contained in each message transmitted.

内燃機関、特に船舶の推進機関として用いられる内燃機関の制御、並びにエンジン補機構成要素の制御に関係する全てのデータ通信を、他の通信目的にも用いられるのと同じ通信バスネットワーク上でのエンコーダ装置からエンジン及び／又は気筒の制御ユニットへの制御パラメータデータの通信を含めて管理することによって、各センサー装置の全ての検出器部材からエンジン及び気筒制御ユニットへデータを転送するための数多くの個別の専用の信号線に関する先行技術における要件が省かれ、その結果、エンジン設備が相当単純化され、経費も削減される。 Internal combustion engine, in particular control of the internal combustion engine used as a propulsion engine of a ship, as well as engine accessories all data communications relating to the control components, other's are also used for communication purposes and the same communication bus on the network For transferring data from all detector members of each sensor device to the engine and cylinder control unit by managing control parameter data including communication from the encoder device to the engine and / or cylinder control unit The prior art requirements for a large number of individual dedicated signal lines are eliminated, resulting in considerably simplified engine equipment and reduced costs.

内燃機関の気筒の燃焼サイクル中に実行される操作事象の従来の機械的制御、並びに日本特許第３４８３７４３Ｂ２号の先行技術によるシステムの場合と同様に、本発明の制御方法とシステムに用いられている制御パラメータは、エンジンの全気筒のピストン部材と接続されているエンジンクランク軸の瞬間的角度位置であるのが望ましい。   Similar to the conventional mechanical control of the operating events performed during the combustion cycle of the cylinder of the internal combustion engine and the prior art system of Japanese Patent No. 3484743B2, it is used in the control method and system of the present invention. The control parameter is preferably the instantaneous angular position of the engine crankshaft connected to the piston members of all cylinders of the engine.

エンコーダインターフェースモジュールから、通信バスネットワークを介する同時一斉送信による各コントローラインターフェースモジュールへのメッセージの通信は、例えば、周波数分割多重（ＦＤＭ）及び時間分割多重（ＴＤＭ）送信を含む多重化方法の様な様々なリアルタイム送信モードにより行うことができるが、本発明による方法の好適な実施形態は、前記通信バスネットワークを介する前記データメッセージの送信が、少なくとも１つのセンサー装置による制御パラメータの瞬間値の捕捉と、前記デジタル制御パラメータ信号の、少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールへの供給とに関係無く行われていること、及び、データメッセージに含まれる補正データは、第１及び第２補正データを含んでおり、前記第１補正データは、対応する制御パラメータの瞬間値の捕捉の瞬間における、データメッセージに含まれているデジタルパラメータ信号の変化率を表しており、前記第２補正データは、前記制御パラメータの瞬間値の捕捉の瞬間と前記データメッセージの送信の瞬間の間の時間のずれを表していること、を特徴としている。 The communication of messages from the encoder interface module to each controller interface module by simultaneous simultaneous transmission via a communication bus network can be performed in various ways such as multiplexing methods including frequency division multiplexing (FDM) and time division multiplexing (TDM) transmission. A preferred embodiment of the method according to the invention is that the transmission of the data message via the communication bus network comprises capturing an instantaneous value of a control parameter by at least one sensor device; The digital control parameter signal is performed regardless of supply to at least one encoder interface module, and the correction data included in the data message includes first and second correction data, First Correction data, at the moment of capture of instantaneous values of the corresponding control parameter represents the rate of change of the digital parameter signal contained in the data message, the second correction data acquisition of instantaneous values of the control parameter that between the instant that represents the time offset between the instant of transmission of the data message is characterized.

以下の説明から明らかになるように、好適な方法の性能試験は、エンコーダインターフェースモジュールからコントローラインターフェースモジュールへのリアルタイムメッセージ通信からの偏差を補正することによって、各燃焼サイクル中の操作事象の制御を取得することができ、それは、信頼性と精度については、ＦＤＭ送信の場合に当てはまる帯域幅の要件、及びＴＤＭ送信の場合のシステムの個別のユニットの正確な時間的同期化のための厳しい要件の様な、過酷で困難な要件をシステムに課することなく、日本特許第３４８３７４３Ｂ２号に開示されている先行技術による制御システムに十分に匹敵する、ということが確認されている。   As will become apparent from the following description, the performance test of the preferred method obtains control of the operating events during each combustion cycle by correcting deviations from real-time message communication from the encoder interface module to the controller interface module. For reliability and accuracy, such as bandwidth requirements that apply in the case of FDM transmission, and stringent requirements for accurate temporal synchronization of individual units of the system in the case of TDM transmission. It has been confirmed that it is sufficiently comparable to the prior art control system disclosed in Japanese Patent No. 3484743B2 without imposing harsh and difficult requirements on the system.

その様な好適な実施策を実行するために、本発明の制御システムの有用な実施形態は、前記通信バスネットワークは、少なくとも１つのセンサー装置による制御パラメータの瞬間値の捕捉と、少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールへの前記デジタル制御パラメータ信号の供給とに関係無く、前記データメッセージの送信が通信バスネットワークを介して行われるように、配置され、制御されていることと、補正データを作成するための前記手段は、第１及び第２補正データを作成するために配置されており、前記第１補正データは、制御パラメータの瞬間値の捕捉の瞬間におけるデータメッセージに含まれているデジタル制御パラメータ信号の変化率を表しており、前記第２補正データは、対応する制御パラメータの瞬間値の前記捕捉の瞬間と前記データメッセージの送信の瞬間の間の時間のずれを表していること、を特徴としている。 In order to carry out such a preferred implementation, a useful embodiment of the control system of the present invention is that the communication bus network is configured to capture instantaneous values of control parameters by at least one sensor device and at least one encoder. Regardless of the supply of the digital control parameter signal to the interface module, it is arranged and controlled so that the transmission of the data message is performed via a communication bus network, and for generating correction data said means is arranged to create the first and second correction data, the first correction data, control the digital control parameter signal included in the data messages at the moment of acquisition of the instantaneous value of the control parameter represents the rate of change, the second correction data, the moment of the corresponding control parameters That the instantaneous capture represents the time lag between the moment of transmission of the data message is characterized.

比較的単純で信頼できるこの制御方法及びシステムの実施によれば、第１及び第２補正データは、エンコーダインターフェースモジュール内でエンコーダタイマー手段によって作成され、エンコーダタイマー手段は、エンコーダインターフェースモジュールに送られるデジタル制御パラメータ信号が変更される度にリセットされ、前記第１補正データは、リセットされたときの前記エンコーダタイマー手段のタイマー計数を含んでおり、前記第２補正データは、前記エンコーダタイマー手段の連続するリセットの間の間隔におけるデータメッセージの送信の瞬間の前記エンコーダタイマーのタイマー計数を含んでいる。 According to this relatively simple and reliable implementation of the control method and system, the first and second correction data are generated by the encoder timer means in the encoder interface module, and the encoder timer means is digitally sent to the encoder interface module. It is reset whenever the control parameter signal is changed, and the first correction data includes a timer count of the encoder timer means when reset, and the second correction data is continuous with the encoder timer means. Including a timer count of the encoder timer at the instant of transmission of the data message in the interval between resets.

各コントローラインターフェースモジュールへの連続する更新メッセージの送信の間の各間隔における制御パラメータの推定値の計算は、例えば、パターン予想及び／又は予想フィルター又はカルマンフィルターの適用を含めて、様々な推定方法で行えるが、比較的単純且つ目下好適な実施策によって、制御パラメータの推定値が、各コントローラインターフェースモジュール内で、エンコーダインターフェースモジュールから受信した各データメッセージに含まれている前記制御パラメータの瞬間値から線形外挿によって計算される方法が提供されている。線形内挿法を、更新間隔における制御パラメータの値の推定に適用すれば、更新間隔における加速又は減速の様な速度の変化も、送信時間の遅延の変化も考慮されないが、この比較的単純な推定方法の精度は、十分に満足できることが立証されている。 Calculation of the estimate of the control parameter at each interval between sending successive update messages to each controller interface module can be done in various estimation methods, including, for example, pattern prediction and / or application of a prediction filter or Kalman filter. In a relatively simple and currently preferred implementation, an estimate of the control parameter is linear within each controller interface module from the instantaneous value of the control parameter included in each data message received from the encoder interface module. A method is provided that is calculated by extrapolation. If linear interpolation is applied to estimate the value of the control parameter in the update interval, neither speed change like acceleration or deceleration in the update interval nor change in transmission time delay is taken into account, but this relatively simple The accuracy of the estimation method has proven to be fully satisfactory.

好都合なことに、外挿は、前記制御パラメータの瞬間値を同じデータメッセージに含まれている補正データから計算される均等な反復間隔で捕捉する２つの連続する個々の瞬間の間の前記制御パラメータの値の変化を表している定数を繰り返して加えることを含んでおり、前記反復間隔は、コントローラインターフェースモジュール内の推定器タイマー手段から入手したリセットタイマー計数によって提供され、コントローラインターフェースモジュールによる各データメッセージの受信後の第１リセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、１}）は、前記第１補正データ（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）から前記第２補正データ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、_ｍｏｄ．）を引くことによって計算され、その次のリセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ}）は、次の前に計算されたリセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ−１}）から前記第２補正データ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、_ｍｏｄ．）を引くことによって計算される。 Conveniently, extrapolation allows the control parameter between two consecutive individual moments to capture the instantaneous value of the control parameter at equal repetition intervals calculated from the correction data contained in the same data message. The repetition interval is provided by a reset timer count obtained from an estimator timer means in the controller interface module for each data message by the controller interface module. the first reset timer count after reception of the (Delta] t _{estimation, 1),} the first from said correction data (Delta] t _velocity) second correction data _{(Δt offset, Δt offset, mod} .) is calculated by subtracting its Next reset tie Over count (Δt _{estimation, n)} is computed reset timer count calculated before the next (Δt _{estimation, n-1)} and the second correction data from the _{(Δt offset, Δt offset, mod} .) By subtracting the The

本発明の或る好適な実施形態によれば、少なくとも１つのセンサー装置による制御パラメータの瞬間値の捕捉と、少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールへの前記デジタル制御パラメータ信号の供給とに無関係な、エンコーダインターフェースモジュールからの前記データメッセージの送信は、具体的には、それぞれが少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールによって形成されているネットワークノードが受信する送信勧誘トークンに従っている送信時間スロットでデータメッセージを送信するためのトークンベースの通信バスネットワークを使用して行われ、各データメッセージは、前記デジタル制御パラメータ信号と前記第１及び第２補正データに加えて、前記ネットワークノードを送信源として識別する識別データを含んでいる。トークンベースのバスネットワークを使用すると、メッセージを送信するためにネットワークノードに与えられる連続するアクセス間の最大時間間隔を決定することができ、送信ノードによる送信の開始から受信ノードでのメッセージの受信までにかかる送信時間がほぼ一定である、という具体的な利点が提供される。 According to a preferred embodiment of the present invention, an encoder interface independent of acquisition of instantaneous values of control parameters by at least one sensor device and supply of said digital control parameter signals to at least one encoder interface module The transmission of the data message from the module is specifically a token for transmitting a data message in a transmission time slot, each according to a solicitation token received by a network node formed by at least one encoder interface module The data message is performed using a base communication bus network, and each data message identifies the network node as a transmission source in addition to the digital control parameter signal and the first and second correction data That includes the identification data. With a token-based bus network, it is possible to determine the maximum time interval between successive accesses given to a network node to send a message, from the start of transmission by the sending node to the receipt of the message at the receiving node. The specific advantage is that the transmission time is substantially constant.

この様なトークンベースの通信バスネットワークを使用することにより、送信勧誘トークンが、順次ノード識別方式によって通信バスネットワークの全てのノードに好適に送信されることになり、その際、個別のノードＩＤが前記ノードに割り当てられる。本発明の制御方法の好適な形態では、エンコーダインターフェースモジュールからコントローラインターフェースモジュールへの連続する更新メッセージの間の間隔は、この接続では、エンコーダインターフェースモジュールに２つ以上のノードＩＤを割り当てることによって大幅に短縮される。これを実施することによって、例えば、２つのエンコーダインターフェースモジュールを使用する冗長的な操作と組み合わせれば、通信バスネットワークの全数のノードＩＤの全秒をエンコーダインターフェースモジュールに割り当てることができるようになる。 By using such a token-based communication bus network, invitation token, will be suitably transmitted to all the nodes of the communication bus network by sequential node identification method, in which individual nodes ID Is assigned to the node. In a preferred form of the control method of the present invention, the interval between successive update messages from the encoder interface module to the controller interface module is greatly increased by assigning more than one node ID to the encoder interface module in this connection. Shortened. By implementing this, for example, in combination with a redundant operation using two encoder interface modules, it is possible to allocate all seconds of the total node ID of the communication bus network to the encoder interface module.

通信バスネットワークの様々なノードの間で通信又は交換されるメッセージ又はデータグラムは、通常、送信されるユーティリティ情報データだけでなく、開始区切り文字（ＳＤ）、ＰＡＣフレーム識別子（ＦＩＤ）、ソース識別子（ＳｉＤ）、宛先識別子（ＤｉＤ）、情報長標示（ＩＬ）、システムコード（ＳＣ）、及びフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）の様な様々な型式のデータフィールドを含んでいるＰＡＣとしても知られている標準的なパッケージフォーマットに従ってフォーマットされるのに対し、各コントローラインターフェースモジュールへの更新間隔の低減に対する更なる寄与は、エンコーダインターフェースモジュールと接続されているネットワークインターフェースモジュールからのメッセージを送信するのに、通信バスネットワークを介して送信される標準的なメッセージと比べると長さが短い修正されたメッセージフォーマットを使用して、本発明による方法及びシステムを更に好適に実施することにより、得ることができる。エンコーダインターフェースモジュールからコントローラインターフェースモジュールへのメッセージは、同時一斉送信によって通信され、エンコーダインターフェースモジュールと接続されているネットワークインターフェースモジュールは、コントローラインターフェースモジュールへの一方向送信だけに用いられるので、標準的なフォーマットの識別子フィールドの数を、メッセージを「エンコーダパッケージ」であると識別する単一のフィールドに減らすことができる。従って、コントローラインターフェースモジュールによるメッセージを受信すれば、コントローラインターフェースモジュール自体が使用する標準的なＰＡＣデータグラムと、各コントローラインターフェースモジュールに関係付けられている推定手段に直接送ることができるエンコーダパッケージとを区別できるようになる。 Messages or datagrams are communicated or exchanged between various nodes of communication bus network is usually not only utility information data to be transmitted, starting delimiter (SD), PAC frame identifier (FID), the source identifier Also known as a PAC containing various types of data fields such as (SiD), destination identifier (DiD), information length indication (IL), system code (SC), and frame check sequence (FCS). A further contribution to reducing the update interval to each controller interface module, while formatted according to the standard package format, is to send messages from the network interface module connected to the encoder interface module. Using standard messages as compared the message format whose length is shorter corrected to be transmitted via the signal bus network, by further suitably implement the method and system according to the present invention, can be obtained. Messages from the encoder interface module to the controller interface module are communicated by simultaneous broadcast, and the network interface module connected to the encoder interface module is used only for one-way transmission to the controller interface module, so the standard format The number of identifier fields can be reduced to a single field that identifies the message as an “encoder package”. Thus, upon receipt of a message by the controller interface module, a distinction is made between the standard PAC datagram used by the controller interface module itself and the encoder package that can be sent directly to the estimation means associated with each controller interface module. become able to.

エンコーダインターフェースモジュールからの更新メッセージに、長さを短縮したメッセージフォーマットを上記の通り優先して使用することに関連して、本発明の制御システムの別の好適な実施形態は、その様なメッセージ内にエンコーダインターフェースモジュールへの前記識別データが発生するのに応じて、各コントローラインターフェースモジュール毎に、エンコーダインターフェースモジュールから受信したメッセージを、コントローラインターフェースモジュールと関係付けられている推定手段へ直接経路指定する。   In connection with the preferential use of the shortened message format as described above for the update message from the encoder interface module, another preferred embodiment of the control system of the present invention is provided in such a message. In response to the generation of the identification data to the encoder interface module, for each controller interface module, the message received from the encoder interface module is routed directly to the estimation means associated with the controller interface module.

本発明の制御方法及びシステムの特に好適な実施形態では、システムは、それぞれ独立したエンコーダインターフェースモジュールに関係付けられている２つの独立したセンサー装置を含むことによって、冗長操作に向け構成されており、前記独立したエンコーダインターフェースモジュールは、少なくとも２つの独立した通信バスネットワークを介してメッセージを送信し、その全てに対して他のノードが前記コントローラインターフェースモジュールによって形成されている。従って、各コントローラインターフェースモジュールは、２つのエンコーダインターフェースモジュールのそれぞれから更新メッセージを受信し、それぞれの場合に、少なくとも２つの独立した通信バスネットワークを介するその様なメッセージの通信によって、日本特許第３４８３７４３Ｂ２号の先行技術によるシステムに匹敵するレベルの信頼性とフェールセーフな操作が実現される。   In a particularly preferred embodiment of the control method and system of the present invention, the system is configured for redundant operation by including two independent sensor devices each associated with an independent encoder interface module; The independent encoder interface module transmits messages via at least two independent communication bus networks, all of which have other nodes formed by the controller interface module. Thus, each controller interface module receives an update message from each of the two encoder interface modules, and in each case communication of such messages via at least two independent communication bus networks, Japanese Patent No. 3,483,473 B2. A level of reliability and fail-safe operation comparable to those of prior art systems.

この実施策を更に好都合に発展させると、前記独立したエンコーダインターフェースモジュールのそれぞれが、メッセージを通信するために前記少なくとも２つの独立した通信バスネットワークの全てと接続されている、都合の良い相互冗長性を得ることができる。そうすると、通信バスネットワークが故障又は破壊しても、エンコーダから制御ユニットへのメッセージ送信が中断しなくなるという好都合なことになる。 In a further expedient development of this implementation, a convenient mutual redundancy in which each of the independent encoder interface modules is connected to all of the at least two independent communication bus networks for communicating messages. Can be obtained. This has the advantage that the message transmission from the encoder to the control unit is not interrupted if the communication bus network fails or is destroyed.

その様な冗長システムを実施する際には、各コントローラインターフェースモジュール毎に、独立した推定手段が、全ての前記独立した通信バスネットワークを介して送信されるメッセージに対する制御パラメータの推定値を作成するために、設けられ、前記独立したエンコーダインターフェースモジュールの内の１つからのメッセージから得られる推定値の選択は、少なくとも１つの選択基準の遵守に依存して推定手段と関係付けられた選択手段によって行われるようになっていれば、更に好ましい。この尺度によって提供される選択により、２つのエンコーダ装置のそれぞれから作り出されるメッセージが、少なくとも２つの独立した通信バスネットワークの全てを介して通信され、従って、１つのエンコーダ装置からの制御パラメータの瞬間値を含む同じメッセージが、２つ以上の通信バスネットワークを介して同時に通信されるので、２つのエンコーダの内の一方を「能動的」エンコーダとして選択することができる、という事実から、システムの相互冗長性は、評価できるものである。 In implementing such a redundant system, for each controller interface module, an independent estimation means creates an estimate of control parameters for messages transmitted over all the independent communication bus networks. And selecting an estimate obtained from a message from one of the independent encoder interface modules is performed by a selection means associated with the estimation means depending on compliance with at least one selection criterion. If it comes to be, it is still more preferable. With the choice provided by this measure, the messages produced from each of the two encoder devices are communicated via all of at least two independent communication bus networks, and thus the instantaneous value of the control parameter from one encoder device. Due to the fact that one of the two encoders can be selected as the “active” encoder because the same message containing is communicated simultaneously via two or more communication bus networks, the system's mutual redundancy Sex can be evaluated.

本発明の制御方法及びシステムの好適な実際の実施の際には、ArcNet（Attached Resource Computer Network）プロトコルが、前記通信バスネットワーク上の汎用データ通信に用いられ、前記プロトコルは、標準的なArcNet通信要件からの偏差を考慮するためにエンコーダインターフェースモジュールと接続されているネットワークインターフェースモジュールから前記メッセージを送信するように修正される。 In the preferred practical implementation of the control method and system of the present invention, an ArcNet (Attached Resource Computer Network) protocol is used for general purpose data communication on the communication bus network, and the protocol is standard ArcNet communication. The message is modified to be sent from a network interface module connected to the encoder interface module to account for deviations from the requirements.

以下、本発明の制御方法及びシステムの作用、構造、及び利点について、概略図で示している好適な実施形態によって、詳しく説明する。
図１の概略図は、日本特許第３４８３７４３Ｂ２号に開示されている種類の４気筒舶用ディーゼルエンジン用の冗長電子制御システムを示している。 Hereinafter, the operation, structure, and advantages of the control method and system of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in schematic views.
The schematic diagram of FIG. 1 shows a redundant electronic control system for a four-cylinder marine diesel engine of the type disclosed in Japanese Patent No. 3,483,473 B2.

この制御システムは、エンジンクランク軸１の角度位置を表す個々の制御パラメータの瞬間値が、２つの一般的な光電子センサー装置２及び３のそれぞれの数多くの検出器部材によって検出及び捕捉され、デジタル制御パラメータ信号として、専用の個別信号線４を介して、各センサー装置内の各検出器部材から、２つの中央エンジン制御ユニット５及び４つのエンジン気筒７と関係付けられている多数の気筒制御ユニット６へ、センサー装置２及び３から受信したデジタル制御パラメータ信号に依存して各気筒の燃焼プロセスの時機設定と制御を行うために、通信されるように作動する。 In this control system, the instantaneous values of the individual control parameters representing the angular position of the engine crankshaft 1 are detected and captured by a number of detector members of two common optoelectronic sensor devices 2 and 3, respectively, and digitally controlled As a parameter signal, a number of cylinder control units 6 associated with two central engine control units 5 and four engine cylinders 7 from each detector member in each sensor device via a dedicated individual signal line 4. In response to the digital control parameter signals received from the sensor devices 2 and 3, the cylinders are communicatively operated to set and control the combustion process of each cylinder.

各中央エンジン制御ユニット５は、一方では、通信バスネットワーク８を介して各気筒制御ユニット６と、他方では、図に２つのＰＣ記号で示している多数の外部コマンド及び／又は監視端末９のそれぞれと、更に接続されている。 Each central engine control unit 5 is connected, on the one hand, to each cylinder control unit 6 via a communication bus network 8, and on the other hand to each of a number of external commands and / or monitoring terminals 9 indicated by two PC symbols in the figure. And further connected.

エンジン制御ユニット５、気筒制御ユニット６、及び外部端末９の間の制御及び／又は状態メッセージの通信は、標準的なネットワークプロトコルで操作及び制御される通信バスネットワーク８を介して完全に実行されるのに対し、各エンジン気筒７内の各燃焼サイクル中の様々な操作事象に関する極めて重要な時機設定と制御は、この先行技術によるシステムでは、センサー装置２及び３の全ての検出器部材からの制御パラメータ信号のエンジン制御ユニット５及び気筒制御ユニット６のそれぞれへの、その様な各センサー部材からの個別の信号線４を介するリアルタイム送信に依存している。 Communication of control and / or status messages between the engine control unit 5, the cylinder control unit 6 and the external terminal 9 is carried out completely via a communication bus network 8 which is operated and controlled with standard network protocols. In contrast, the critical timing and control of various operating events during each combustion cycle within each engine cylinder 7 is controlled by all detector members of the sensor devices 2 and 3 in this prior art system. to each of the engine control unit 5 and the cylinder control unit 6 of the parameter signal, it depends on the real-time transmission over individual signal lines 4 from each such sensor members.

図１に示している先行技術によるシステムに比べると、本発明の制御方法及びシステムは、制御パラメータ値の通信も、図１に示しているシステムの中央エンジン制御ユニットと気筒制御ユニットの間の通信に用いられるのと同じ共通の通信バスネットワークを介して行うことによって大幅な簡素化を図ることができ、従って、図１の先行技術によるシステムについて先に述べた多数の専用の個別の通信線が不要になる、という認識に基づいている。   Compared to the prior art system shown in FIG. 1, the control method and system of the present invention also communicates control parameter values between the central engine control unit and the cylinder control unit of the system shown in FIG. Can be greatly simplified by going through the same common communication bus network used in the system, so that the number of dedicated individual communication lines described above for the prior art system of FIG. It is based on the recognition that it will be unnecessary.

図２では、本発明による電子エンジン制御システムの好適な実施形態の主要な要素を概略ブロック図で表している。
このシステムでは、エンジンクランク軸１１の角度位置の個々の瞬間的値を示す制御パラメータの瞬間値は、エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）１３に接続されているエンコーダ装置１２によって捕捉される。 In FIG. 2, the main elements of a preferred embodiment of the electronic engine control system according to the invention are represented in a schematic block diagram.
In this system, the instantaneous value of the control parameter indicative of the individual instantaneous value of the angular position of the engine crankshaft 11 is captured by the encoder device 12 connected to the encoder interface module (EIM) 13.

エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）１３は、トークンベースの通信バスネットワークの個別ノードを形成しているネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１４に接続されており、これについては図３に関連付けて後で更に説明する。   The encoder interface module (EIM) 13 is connected to a network interface module (NIM) 14 forming an individual node of the token-based communication bus network, which will be further described later in connection with FIG.

エンジンクランク軸１１に隣接して配置されているエンコーダ装置１２は、共に回転するようにクランク軸１１と接続されているセンサーディスク及び光源と、センサーディスクの何れかの側に配置されている幾つかの光検出器の配置とを含んでいる、それ自体が既知の型式の光電子センサー装置を備えている。   The encoder device 12 disposed adjacent to the engine crankshaft 11 includes a sensor disk and a light source connected to the crankshaft 11 so as to rotate together, and several disposed on either side of the sensor disk. A photoelectric sensor device of a type known per se.

エンジンの各回転中の複数の個々の瞬間におけるクランク軸１１の瞬間的角度位置を高分解能で捕捉するのに適したセンサーディスクの形態は、パルス信号を例えばグレイコードで光電子検出器部材から作成するためにエンコーディングパターンを担持することによって絶対的なエンコーディングに備えて作られた類のディスクである。１２ビットの絶対コード信号を作成するための１つの例では、センサーディスク上のエンコーディングパターンは、１２の円形の同心トラックを備えており、各トラックは、不透明なセクターと透明なセクターが交互になっており、トラックに沿うそれらの位置も、１つのトラックと隣のトラックで交互になっている。１２ビットの絶対コード化されたセンサーディスクでは、出来上がった分解能は、２^１２＝４０９６であり、ディスクの外周に沿って明確且つ均等な空間を空けて配置されている測定点の角度分解能は、０．０８８°である。出来上がった絶対デジタル制御パラメータ信号に、グレイコードを使用すると、１つの測定点から次の測定点で信号が１ビットだけ変化し、非常に好都合である。 A sensor disk configuration suitable for capturing with high resolution the instantaneous angular position of the crankshaft 11 at a plurality of individual moments during each revolution of the engine produces a pulse signal from an optoelectronic detector member, for example in Gray code. It is a kind of disc made for absolute encoding by carrying an encoding pattern for it. In one example for creating a 12-bit absolute code signal, the encoding pattern on the sensor disk comprises 12 circular concentric tracks, each track alternating with opaque and transparent sectors. Their positions along the track are also alternating between one track and the next track. For a 12-bit absolute coded sensor disk, the resulting resolution is 2 ¹² = 4096, and the angular resolution of the measurement points arranged with a clear and even space along the outer periphery of the disk is 0. 0.088 °. The use of the Gray code for the completed absolute digital control parameter signal is very convenient because the signal changes by one bit from one measurement point to the next.

エンコーディングパターンの許容差から生じる誤差を考慮して、絶対コード化された光ディスクを使った絶対エンコーディングにより実行される位置検出の精度を改良するため、位置測定は、説明した１２の円形同心トラックの絶対コードパターンを、２進増分エンコーディング用の、グレイコードパターンの分解能に対応する多数の不透明と透明のセクターが交互になっているコーディングパターンを担持する１つの周囲トラックと組み合わせることによって、更に精密化される。絶対エンコーディングパターンからの信号を明滅表示するのに増分エンコーディングパターンを使用することによって、位置決定の精度が改良され、増分エンコーディングパターン用の２つの角度方向に分離された検出器部材を使用することによって、クランク軸の回転の方向に関する情報が得られる。更に、絶対コード化されたパターンを明滅表示するために増分コーディングパターンを使用すると、絶対コーディングパターンのサンプリングが、全てのビットが安定している位置で行われることを保証することによって、２進絶対エンコーディングの固有の精度不良が取り除かれる。   In order to improve the accuracy of position detection performed by absolute encoding using an absolute encoded optical disk, taking into account errors resulting from encoding pattern tolerances, position measurement is performed on the absolute values of the 12 circular concentric tracks described. Further refinement by combining the code pattern with one surrounding track carrying a coding pattern with alternating multiple opaque and transparent sectors corresponding to the resolution of the gray code pattern for binary incremental encoding The By using the incremental encoding pattern to blink the signal from the absolute encoding pattern, the accuracy of the positioning is improved and by using two angularly separated detector members for the incremental encoding pattern Information about the direction of rotation of the crankshaft is obtained. Furthermore, using an incremental coding pattern to blink an absolute coded pattern, binary absolutes can be obtained by ensuring that sampling of the absolute coding pattern is performed at a position where all bits are stable. The inherent inaccuracy of encoding is removed.

角度方向クランク軸位置に、１２ビットの絶対コード化されたデジタル制御パラメータ信号を、１つのトラック増分コーディングと組み合わせて使用することによって、エンコーダ装置１２からエンコーダインターフェースモジュール１３へ送られることになる信号は、１３ビット信号となる。本発明の文脈では、２つの信号に同じ角度分解能を使用すると、エンコーダインターフェースモジュールの作動にとって更に好都合であるが、これは、信号の１ビットの増分部分の各変化が、絶対コード化された部分の１ビットの変化、即ちクランク軸の或る測定点から次の測定点への角度方向の運動を表すからである。 By using a 12-bit absolute coded digital control parameter signal in combination with one track incremental coding at the angular crankshaft position, the signal to be sent from the encoder device 12 to the encoder interface module 13 is , A 13-bit signal. In the context of the present invention, using the same angular resolution for the two signals is further advantageous for the operation of the encoder interface module, since each change in the 1-bit incremental portion of the signal is an absolute coded portion. This is because it represents a change in one bit of the crankshaft, that is, an angular movement of a crankshaft from one measurement point to the next.

エンコーダ装置１２内の検出器装置によって提供される、結果としての１３ビット信号は、１ビットの増分信号の各明滅変化で好都合にサンプリングされ、それによって、サンプリング周波数は、通常２ＭＨｚになり、エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）１３に送られ、その際、１２ビットのグレイコード信号部分は、２進コード値に変換され、エンコーダレジスタ１５の位置サブレジスタ１５ａに、１ビットの増分信号部分の変化で表される２進コード値の各変化におけるクランク軸の角度位置に関する制御パラメータとして入力される。   The resulting 13-bit signal provided by the detector device in the encoder device 12 is conveniently sampled with each blinking change of the 1-bit incremental signal so that the sampling frequency is typically 2 MHz and the encoder interface Sent to the module (EIM) 13, where the 12-bit Gray code signal portion is converted into a binary code value and represented in the position subregister 15a of the encoder register 15 by the change of the 1-bit incremental signal portion. As a control parameter relating to the angular position of the crankshaft at each change of the binary code value.

後で更に詳細に述べる様に、エンコーダインターフェースモジュールからのメッセージの連続する送信の間の間隔で制御パラメータの推定値の各コントローラインターフェースモジュールで行われることになる計算は、一方では、送信された最新のメッセージと共に受信された制御パラメータの瞬間値に基づいており、他方では、送信されたメッセージへの補正データの組み込みに基づいているので、その様な補正データをエンコーダタイマー装置１６の形態で作成するための手段が、エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）１３に設けられている。 As will be described in more detail later, the calculation to be performed at each controller interface module of the control parameter estimates at intervals between successive transmissions of messages from the encoder interface module, on the other hand, Based on the instantaneous value of the control parameter received with the other message, and on the other hand, based on the incorporation of correction data into the transmitted message, such correction data is created in the form of the encoder timer device 16. Means for this are provided in the encoder interface module (EIM) 13.

タイマー装置１６は、１２ビットの分解能を有していて、エンコーダ装置１２内の検出器装置からの結果信号のサンプリングに用いられるサンプリング周波数、例えば２ＭＨｚと等しいクロック周波数で作動するのが望ましい。   The timer device 16 preferably has a resolution of 12 bits and operates at a sampling frequency used to sample the result signal from the detector device in the encoder device 12, for example a clock frequency equal to 2 MHz.

１ビットの増分信号と組み合わせると、全数の測定点の中で１つの角度位置から次の角度位置まで１ビットだけ変わる、絶対コード化されたデジタル制御パラメータ信号の好適な使用に関連して、クランク軸１１の回転速度を表す第１型式の補正データが、例えば、１ビットの増分信号部分の各変化によって示されているデジタル制御パラメータ信号の各変化毎にエンコーダタイマー装置１６をリセットし、その様な各リセット毎にエンコーダタイマー装置１６が到達するタイマー計数Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}をエンコーダレジスタ１５の第１補正データサブレジスタ１５ｂに入力することにより、提供される。 In connection with the preferred use of an absolute coded digital control parameter signal, which, when combined with a 1-bit incremental signal, changes by one bit from one angular position to the next in a total number of measurement points, The first type of correction data representing the rotational speed of the shaft 11 resets the encoder timer device 16 for each change of the digital control parameter signal indicated by each change of the 1-bit incremental signal portion, for example. The timer count Δt _velocity reached by the encoder timer device 16 at each reset is input to the first correction data sub-register 15 b of the encoder register 15.

リセットされたときにタイマー装置１６が到達するタイマー計数Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}は、クランク軸１１が或る測定点から次の測定点に動く際にその回転速度によって生じるデジタル制御パラメータ信号の変化の割合を表す。 The timer count Δt _velocity reached by the timer device 16 when reset indicates the rate of change in the digital control parameter signal caused by the rotational speed of the crankshaft 11 as it moves from one measurement point to the next measurement point.

第１タイマー装置１６は、実際にクロック周波数で計数操作を実行するので、タイマー装置をリセットするときに到達するタイマー計数Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}は、回転速度に逆比例する。従って、リセット時に到達するタイマー計数は、回転速度が低ければ高くなる。これは低い方の限界を設定することになり、それに対して第１型式の補正データが得られる。１２ビットの位置信号を使用して、総数４０９６ビットの組み合わせと、１２ビットのタイマー分解能及び２ＭＨｚのクロック周波数を提供することによって、この低い方の限界は、
ＢＰＭ_ｍｉｎ＝６０ｘ２ｘ１０^６／４０９６^２＝７，１５３ｒｐｍ
と計算される。 Since the first timer device 16 actually performs the counting operation at the clock frequency, the timer count Δt _velocity reached when the timer device is reset is inversely proportional to the rotation speed. Accordingly, the timer count that is reached at the time of reset is higher when the rotational speed is lower. This will set the lower limit, against which the first type of correction data is obtained. By using a 12-bit position signal and providing a total of 4096-bit combinations, 12-bit timer resolution and a clock frequency of 2 MHz, this lower limit is
^{_{BPM min = 60x2x10 6/4096 2}} = 7,153rpm
Is calculated.

エンコーダ装置１２から得られた制御パラメータの瞬間値を含むメッセージを通信するためにトークンベースの標準的な通信バスネットワークを好適に使用することにより、コントローラインターフェースモジュールによる推定位置の値の計算に用いられる第２型式の補正データは、エンコーダ装置１２による制御パラメータ値の捕捉に関して特定の制御パラメータ値を含んでいるメッセージの通信の時間のずれ又は時間の遅延を表す。 Used to calculate the estimated position value by the controller interface module by suitably using a token-based standard communication bus network to communicate messages containing instantaneous values of control parameters obtained from the encoder device 12 The second type of correction data represents a time lag or a time delay in the communication of a message containing a specific control parameter value with respect to the capture of the control parameter value by the encoder device 12.

第２型式の補正データは、エンコーダタイマー装置１６のターマー計数を、エンコーダレジスタ１５の第２補正データサブレジスタ１５ｃに連続して入力することによって得られ、従って、その内容は、何時も、エンコーダタイマー装置のタイマー計数の各シフトによってシフトされることになる。   The second type of correction data is obtained by continuously inputting the timer count of the encoder timer device 16 to the second correction data sub-register 15c of the encoder register 15, so that its contents are always at the encoder timer device. It is shifted by each shift of the timer count.

エンコーダタイマー装置１６の実際のタイマー計数は、計数操作の各段階で、最新のクランク軸位置の値の捕捉からの時間のずれΔｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}を表しているのに対して、エンコーダメッセージの、通信バスを介するコントローラインターフェースモジュールへの送信によって予測される送信遅延を考慮することもでき、好都合である。以下に説明するように、これは、加算ノード１７によって、図２に示している様に、通信時間の遅延Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}を表す定数を、エンコーダタイマー装置１６のタイマー計数によって表される時間のずれの値Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}に加えることにより、第２補正データサブレジスタ１５ｃの内容を修正することによって行うことができ、その結果、修正は、
Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ、ｍｏｄ}＝Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}＋Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}
である。 The actual timer count of the encoder timer device 16 represents the time lag Δt _offset from the capture of the latest crankshaft position value at each stage of the counting operation, whereas the encoder message communication bus Conveniently, transmission delays expected by transmission to the controller interface module through the network can be taken into account. As will be described below, this is done by adding a constant representing the communication time delay Δt _transmission by the adder node 17 as shown in FIG. By adding to the value Δt _offset , it can be done by modifying the contents of the second correction data subregister 15c, so that the modification is
Δt _{offset, mod} = Δt _offset + Δt _transmission
It is.

従って、エンコーダ装置１２からのデジタル制御パラメータ信号の連続する供給の間の各間隔の何れの時点においても、エンコーダレジスタ１５のサブレジスタ１５ａ、１５ｂ、１５ｃの内容は、それぞれ、エンコーダ装置１２から直接入手され、位置サブレジスタ１５ａに入力された最新の捕捉されたクランク軸位置の値と、リセットされ、第１補正データサブレジスタ１５ｂに入力されたときに、タイマー装置１６のタイマー計数Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}によって提供される最新の測定されたクランク軸速度の表示と、タイマー装置１６のタイマー計数Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}によって提供されるタイマー装置１６の最新のリセットから経過した時間の表示であって、恐らくは送信時間遅延を表わす定数Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}を第２補正データサブレジスタ１５ｃに加えることによって修正されている表示と、を備えており、その結果、何れの時点でも、エンコーダメッセージパッケージに含まれ、ネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１４から通信バスネットワークを介してコントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）に一斉通信されることになる全てのデータは、エンコーダレジスタ１５内に記録されることになる。 Accordingly, the contents of the sub-registers 15a, 15b, and 15c of the encoder register 15 are obtained directly from the encoder device 12 at any point in each interval between successive supply of digital control parameter signals from the encoder device 12, respectively. And the latest captured crankshaft position value input to the position subregister 15a and provided by the timer count Δt _velocity of the timer device 16 when reset and input to the first correction data subregister 15b. An indication of the latest measured crankshaft speed and a time elapsed since the last reset of the timer device 16 provided by the timer count Δt _offset of the timer device 16, possibly a constant Δt representing the transmission time delay. the _transmission second correction A display that is fixed by adding to the over data sub-register 15c, includes a, so that, at any time, is included in the encoder message package, controller interface module from the network interface module (NIM) 14 via a communication bus network All data to be broadcasted simultaneously to (CIM) is recorded in the encoder register 15.

図２に概略的に示している様に、エンコーダメッセージパッケージは、ネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１４内のメッセージ作成器１８によって、エンコーダレジスタ１５のサブレジスタ１５ａ−ｃの内容を、ＥＩＭ及びＮＩＭモジュール１３と１４とによって形成されているネットワークノードによる送信勧誘トークンの受信に応えて転送することにより形成される。メッセージ送信器１９を介して、メッセージ作成器１８によって作成される各データメッセージは、トークンによって利用可能となる送信時間スロットで、通信バスネットワーク２０へ通信される。メッセージ送信器１９は、ネットワークインターフェースモジュールの標準的な構成要素であり、普通は、現下の通信バスネットワーク２０の形式用のネットワークプロトコルの規定によって操作される。 As schematically shown in FIG. 2, the encoder message package is stored in the EIM and NIM module 13 by the message generator 18 in the network interface module (NIM) 14 by means of the contents of the subregisters 15a-c of the encoder register 15. And 14 in response to receipt of the solicitation token by the network node formed by. Via the message transmitter 19, each data message created by the message creator 18 is communicated to the communication bus network 20 in a transmission time slot made available by the token. The message transmitter 19 is a standard component of the network interface module and is usually operated according to the network protocol specification for the type of the current communication bus network 20.

通信バスネットワーク２０を介してネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１４から送られたデータメッセージは、同時一斉通信によってコントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）２２に通信されるが、その際、標準的なネットワークプロトコルの規定からの好都合な修正が、ネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１４からの連続するエンコーダメッセージパッケージの送信の間の時間間隔を低減するために提供され、これについては、図３から５を参照しながら後で論じる。 The data message sent from the network interface module (NIM) 14 via the communication bus network 20 is communicated to the controller interface module (CIM) 22 by simultaneous simultaneous communication. Is provided to reduce the time interval between successive encoder message package transmissions from the network interface module (NIM) 14, which will be discussed later with reference to FIGS. .

制御方法及びシステムの１つのその様な好都合な特徴は、通信バスネットワークを介して通信される標準的なメッセージパッケージ（ＰＡＣ）と比べて修正されたメッセージフォーマットを使用して、コントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）２２と接続されているネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）２１が、エンコーダインターフェースモジュール１３から発生したメッセージパッケージを、コントローラインターフェースモジュール２２と関連付けられているが他の部分とは分離されている推定器装置２３へ直接送ることができるようにすることである。 One such advantageous feature of the control method and system is that the controller interface module (CIM) uses a modified message format compared to a standard message package (PAC) communicated over a communication bus network. The network interface module (NIM) 21 connected to the estimator device 23 is associated with the controller interface module 22 but separated from the other parts. To be able to send directly to.

推定器装置２３では、エンコーダデータメッセージが推定器レジスタ２４に入力され、クランク軸１１の瞬間的角度位置を表すためにメッセージに含まれている制御パラメータ値に基づいて、但し、推定器装置内でのそのメッセージの到着は、エンコーダ装置１２によるこのパラメータ値の捕捉と、通信バスネットワーク２０を介するその送信の間の時間間隔だけ遅延しているが、この制御パラメータ値に基づいて、クランク軸の新しい位置を表す制御パラメータの推定値が、本発明の制御方法及びシステムの比較的単純で且つ現時点で好適な実施策に従って、線形外挿器２５での外挿により作成される。 In the estimator device 23, an encoder data message is input to the estimator register 24, based on the control parameter value included in the message to represent the instantaneous angular position of the crankshaft 11, but within the estimator device. The arrival of that message is delayed by a time interval between the capture of this parameter value by the encoder device 12 and its transmission over the communication bus network 20, but based on this control parameter value, the new crankshaft An estimate of the control parameter representing the position is generated by extrapolation with a linear extrapolator 25 in accordance with a relatively simple and presently preferred implementation of the control method and system of the present invention.

この線形外挿器は、代表的な実施策を示しているに過ぎないが、本発明に従って、先に説明したようにエンコーダ装置の角度分解能に対応し、クランク軸１１の回転によって生じる制御パラメータ値の変化を近似する定数を繰り返して加算することにより作られており、この定数を繰り返し加算するのは、エンコーダタイマー装置１６と同じクロック周波数で計数操作を実行する推定器タイマー装置２６が、繰り返して間隔を制御することによって行われる。推定器タイマー装置２６は、データメッセージがエンコーダインターフェースモジュール１３から到着する度にリセットされ、線形外挿器２５によって用いられる繰り返しの間隔Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ}の持続時間は、上側のリセットタイマー計数に達した推定器タイマー装置２６の計数操作によって決められ、そのとき推定器タイマー装置２６が再びリセットされることになる。コントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）２２が各エンコーダメッセージを受信した後、推定器タイマー装置２６の第１上側リセットタイマー計数Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、１}は、最初に、受信したエンコーダメッセージに含まれており、制御パラメータ値の捕捉と送信の間のずれ又は時間遅延Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、又は、修正したずれΔｔ_{ｏｆｆｓｅｔ．ｍｏｄ}を表している第２型式の補正データを、明確な制御パラメータ値を捕捉するために、２つの連続する角度位置の間のクランク軸の回転の持続時間Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}として測定される変化率を表す、受信したメッセージ内の第１型式の補正データから減算することによって計算される。送信時間の遅延Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}を考慮することによって、最初の繰り返しの間隔は、
Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．１}＝Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}−（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}＋Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}）
と計算される。 This linear extrapolator only represents a typical implementation, but in accordance with the present invention, corresponds to the angular resolution of the encoder device as described above, and the control parameter value produced by the rotation of the crankshaft 11. It is created by repeatedly adding a constant that approximates the change of the above. The constant is repeatedly added by the estimator timer device 26 that executes the counting operation at the same clock frequency as the encoder timer device 16. This is done by controlling the interval. The estimator timer device 26 is reset each time a data message arrives from the encoder interface module 13 _{, and} the duration of the repeat interval Δt _{estimation, n} used by the linear extrapolator 25 has reached the upper reset timer count. This is determined by the counting operation of the estimator timer device 26, at which time the estimator timer device 26 is reset again. After the controller interface module (CIM) 22 receives each encoder message, the first upper reset timer count Δt _{estimation, 1} of the estimator timer device 26 is initially included in the received encoder message, and the control parameter value Or the time delay Δt _offset between the acquisition and transmission of the corrected or Δt _offset. The second type of correction data representing _mod represents the rate of change measured as the duration of rotation of the crankshaft between two successive angular positions Δt _velocity in order to capture a clear control parameter value , By subtracting from the first type of correction data in the received message. By considering the _transmission time delay Δt _transmission , the first iteration interval is
Δt _{estimation. 1} = Δt _velocity − (Δt _offset + Δt _transmission )
Is calculated.

最初の繰り返しの間隔Δｔ _{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．１} を計算した後、これに続く繰り返しの間隔の各々は、
Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．ｎ}＝Δｔ _{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}
となるように簡単に設定され得る。 First repeat interval Δt _estimation. After calculating ₁ , each of the following repetition intervals is
Δt _{estimation. n} = Δt _velocity
It can be easily set to be

外挿器２５での線形外挿によって提供される、受信した制御パラメータ値に定数を繰り返し加えることによって、制御パラメータの推定値は、繰り返し計算される。新しい推定値は、計算される度に、同じ定数を加えることによって次の推定値を計算するベースとして使用するために、位置レジスタ２７と推定器レジスタ２４にも入力されるが、これは、推定器レジスタ２４が、通信バスネットワーク２０を介して、エンコーダインターフェースモジュール１３から送信される次のエンコーダメッセージに含まれる実際に捕捉された制御パラメータ値を入力することによって更新されるまで行われる。 By repeatedly adding a constant to the received control parameter value provided by linear extrapolation at the extrapolator 25, an estimate of the control parameter is repeatedly calculated. Each time a new estimate is calculated, it is also input to the location register 27 and the estimator register 24 for use as a basis for calculating the next estimate by adding the same constant, which is an estimate. This is done until the register 24 is updated by inputting the actually captured control parameter value included in the next encoder message transmitted from the encoder interface module 13 via the communication bus network 20.

各推定された制御パラメータ値は、推定器装置２３から、コントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）２２を介して、１つ又は複数の気筒の燃焼サイクル中の操作事象を時機設定し制御するために１つ又は複数の気筒と関係付けられている中央エンジン制御ユニット又は分散型気筒制御ユニットの制御部分である制御ユニット２８へ送られる。   Each estimated control parameter value is sent from the estimator device 23 via a controller interface module (CIM) 22 to one or more to time and control operating events during the combustion cycle of one or more cylinders. Sent to a control unit 28 which is a control part of a central engine control unit or a distributed cylinder control unit associated with a plurality of cylinders.

図３は、図２に示している制御システムで使用するための、トークンベースの通信バスネットワーク２０用のノード構成の例を象徴的に示している。各円形記号２９は、個別のノードＩＤによって識別され、通信バスネットワークのノードを形成しているモジュール、端末、及びユニットの間のメッセージの全てのトラフィック及び交換のための１つの共通の通信線を構成しているバスを介して通信されるメッセージを送信及び／又は受信できるようになっている端末又はモジュールユニットのネットワークインターフェースモジュールに割り当てられている、ノードを示している。 FIG. 3 symbolically shows an example of a node configuration for the token-based communication bus network 20 for use in the control system shown in FIG. Each circular symbol 29 is identified by an individual node ID and represents one common communication line for all traffic and exchange of messages between the modules, terminals and units forming the nodes of the communication bus network. Fig. 2 shows a node assigned to a network interface module of a terminal or module unit that is able to send and / or receive messages communicated via a configuring bus.

トークンベースの通信バスでは、特定のノード２１から１つ又は複数の他の特定のノードへのメッセージの通信は、順番にノード２９が使用できるように設定された時間スロットで行われる。各ノードで、メッセージの送信に使用できる時間スロットは、或るノードから次のノードへ順番に送られる送信勧誘トークン３０の受信によって始まる。送信勧誘トークンを受信したとき、所与のノード２９が送信を待機しているメッセージを有していれば、バスへの送信が、利用可能な送信時間スロットの持続時間内に行われ、完了する。送信は、メッセージフォーマットに含まれている宛先識別子データ（ＤｉＤ）によって識別される１つ又は複数のノードを目標に行われる。トークンを受信したとき、所与のノードが送信を待機しているメッセージを持っていない場合、トークンは、順番の次のノードに送られるだけである。   In the token-based communication bus, communication of messages from a specific node 21 to one or more other specific nodes takes place in time slots that are set so that the node 29 can be used in turn. At each node, a time slot that can be used to send a message begins with receipt of a solicitation token 30 that is sent in sequence from one node to the next. When a solicitation token is received, if a given node 29 has a message waiting to be transmitted, the transmission to the bus will be made within the duration of the available transmission time slot and completed. . Transmission is targeted to one or more nodes identified by destination identifier data (DiD) included in the message format. When a token is received, if a given node does not have a message waiting to be sent, the token is only sent to the next node in the sequence.

本発明の制御方法及びシステム内での、図３に示しているトークンベースの通信バス２０の使用の際、個別のノードＩＤは、例えば、本発明による冗長制御システムの２つのエンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ１、ＥＩＭ２）と複数のコントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）によって形成されているノードに割り当てられる。ＥＩＭとＣＩＭの指定は、幾つかのノード２９に関して、個別ノードのＩＤ番号と共に、円形記号で示されている。   When using the token-based communication bus 20 shown in FIG. 3 in the control method and system of the present invention, the individual node IDs are, for example, two encoder interface modules (EIM1) of the redundant control system according to the present invention. , EIM2) and a plurality of controller interface modules (CIM). The EIM and CIM designations are indicated by a circular symbol for several nodes 29 along with the individual node ID numbers.

図３に示している通信バスネットワーク２０は、ネットワークプロトコルに従って制御され操作される。本発明の制御方法及びシステムの文脈で、好適な型式の通信バスネットワークは、周知のArcNet（Attached Resource Computer Network）である。 Have that communication bus network 20 shown in FIG. 3 is controlled in accordance with the network protocol is operated. In the context of the control method and system of the present invention, a suitable type of communications bus network is a well-known ArcNet (Attached Resource Computer Network).

通信バスネットワーク２０では、それぞれエンコーダ及びコントローラのインターフェースモジュールＥＩＭ及びＣＩＭを表しているノードだけでなく、別のノードも、各通信バスネットワークと接続されているモジュール、端末、又はユニットの総数が制限内に維持され、各燃焼サイクル中の操作事象の時機及び制御の信頼性と精度に影響を与えなければ、図１に示している外部コマンド及び／又は監視端末の様な別のエンティティに割り当てられ、それが本発明の目標である。 In the communication bus network 20, not only the nodes representing the encoder and controller interface modules EIM and CIM, respectively, but also other nodes are within the limit of the total number of modules, terminals or units connected to each communication bus network. Assigned to another entity, such as the external command and / or monitoring terminal shown in FIG. 1, if it does not affect the timing and reliability and control of the operational events during each combustion cycle, That is the goal of the present invention.

送信勧誘トークンは通信バスネットワークの各ノードに順番に割り当てられるので、送信勧誘トークンを通信バスネットワークの全てのノードに送っている間は、何れのノードも、メッセージを１つの時間スロットで通信バスネットワークに送信するのを許されているにすぎないことは、疑いなく明らかである。ノードの数は、例えば２５５ノードと比較的多いので、本発明の制御方法及びシステムでは、１つのノードＩＤしかエンコーダインターフェースモジュールに割り当てられない場合は、制御パラメータの更新値を含むメッセージパッケージを送信するために、エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）が利用できるようになる連続する送信時間スロットの間の間隔が相当に長くなる。 Since invitation token is sequentially assigned to each node of a communication bus network, while sending the invitation token to all nodes of the communication bus network, any node may also communicate bus network messages in one time slot It is undoubtedly clear that it is only allowed to send to. Since the number of nodes is relatively large, for example, 255 nodes, in the control method and system of the present invention, when only one node ID is assigned to the encoder interface module, a message package including an updated value of the control parameter is transmitted. This considerably increases the interval between successive transmission time slots in which the encoder interface module (EIM) becomes available.

このトークンベースの送信方式によって生じる制御システムの作動の信頼性と精度に対する拘束を避けるために、２つ以上のノードＩＤが各エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）に割り当てられることは、本発明の好適で好都合な特徴である。図３に示している様に、合計数から４つおきのノードＩＤが、例えば、同じエンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ１、ＥＩＭ２）に割り当てられる。図７に示している相互冗長制御システムでは、詳細については後で述べるが、このことは、図３に示している様に、順序が一回りする間にネットワークノード２９が利用できるようになる全送信時間スロットの５０パーセントが、その様な冗長性システムの２つのエンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ１、ＥＩＭ２）の一方からの更新メッセージの送信に利用できるようになることを意味する。   It is preferred and advantageous of the present invention that more than one node ID is assigned to each encoder interface module (EIM) to avoid the constraints on the reliability and accuracy of control system operation caused by this token-based transmission scheme. It is a special feature. As shown in FIG. 3, every fourth node ID from the total number is assigned to the same encoder interface module (EIM1, EIM2), for example. In the mutual redundancy control system shown in FIG. 7, the details will be described later, but this means that all the network nodes 29 can be used during one turn as shown in FIG. This means that 50 percent of the transmission time slots will be available for transmission of update messages from one of the two encoder interface modules (EIM1, EIM2) of such a redundancy system.

先に述べた様に、本発明による制御方法及びシステムを好適に実際に実施すれば、ArcNet（Attached Resource Computer Network）プロトコルによって制御される標準的な通信バスネットワークを利用できるようになる。このプロトコルの下では、個別のノードの間で通信されるメッセージ又はデータグラムは、既に述べた様に、通信されるユーティリティ情報データに加えて、開始区切り文字（ＳＤ）、情報長標示（ＩＬ）、システムコード（ＳＣ）とフレーム確認シーケンス（ＦＳＣ）、ＰＡＣフレーム識別子（ＦＩＤ）、ソース識別子（ＳｉＤ）及び宛先識別子（ＤｉＤ）の様な多数の識別子フィールド、情報長標示（ＩＬ）、システムコード（ＳＣ）、及びフレーム確認シーケンス（ＦＣＳ）の様な従来通りに規定されている通信フィールドを含んでいる標準的なパッケージ又はＰＡＣフォーマットでフォーマットされ、従って、全体メッセージ長は、主に、５００バイトを上回るユーティリティ情報の長さによって決まる。 As described above, when the control method and system according to the present invention are suitably implemented, a standard communication bus network controlled by an ArcNet (Attached Resource Computer Network) protocol can be used. Under this protocol, messages or datagrams communicated between individual nodes, as already mentioned, in addition to the utility information data communicated, start delimiter (SD), information length indication (IL) A number of identifier fields such as system code (SC) and frame confirmation sequence (FSC), PAC frame identifier ( FID ), source identifier (SiD) and destination identifier (DiD), information length indication (IL), system code ( SC), and formatted in a standard package or PAC format that includes conventionally defined communication fields such as Frame Confirmation Sequence ( FCS ), so the total message length is mainly 500 bytes. It depends on the length of utility information that exceeds.

エンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ）のネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）は、エンコーダパッケージの形態のメッセージの送信にだけ用いられ、送信勧誘トークン以外のメッセージの受信には用いられないという事実と、送信は、識別された受信器ノードへの目標を絞った通信としてではなく、気筒インターフェースモジュールと接続されている全てのノードへの同時一斉通信によって行われるという事実に照らして、制御パラメータ値と補正データを含んでいるエンコーダメッセージは、長さの短くなったエンコーダメッセージパッケージとしてフォーマットされるという、本発明の制御方法及びシステムの本質的な特徴の点から観て、標準的なArcNetパッケージに比べてエンコーダパッケージの長さをある程度短くすることは、識別子フィールドの幾つかを無しで済ませ、エンコーダインターフェースモジュールを示すＳＩＤ型式のフィールドだけを通信源として維持し、ユーティリティ情報の長さを短くなった標準的な長さに保持することによって、可能である。   The fact that the network interface module (NIM) of the encoder interface module (EIM) is used only for sending messages in the form of an encoder package and not for receiving messages other than solicitation tokens and sending is identified. Including control parameter values and correction data in light of the fact that it is done by simultaneous simultaneous communication to all nodes connected to the cylinder interface module rather than as targeted communication to the receiver node In view of the essential features of the control method and system of the present invention that the encoder message is formatted as a shortened encoder message package, the length of the encoder package compared to the standard ArcNet package. Have Shortening eliminates some of the identifier fields, keeps only the SID type field indicating the encoder interface module as a communication source, and keeps the utility information length at a reduced standard length. Is possible.

本発明の制御方法及びシステムの文脈で使用するためのメッセージフォーマットの一例を図４に示している。例示されているフォーマットは、以下のデータフィールドを含んでいる。即ち、
ＳＤ：開始区切り文字（６ビット）、
ＥＣＰ：エンコーダメッセージの識別（８ビット）、
Ｐ：１２ビットの制御パラメータ値（クランク軸位置）、
Ｓ：１２ビットの変化率情報（第１補正データ）、
Ｏ：１２ビットの送信時間ずれ情報（第２補正データ）、
Ｃ：システムコード（４ビット）、及び
ＦＣＳ：フレーム確認シーケンス（１６ビット）である。 An example of a message format for use in the context of the control method and system of the present invention is shown in FIG. The illustrated format includes the following data fields: That is,
SD: Start delimiter (6 bits)
ECP: identification of encoder message (8 bits),
P: 12-bit control parameter value (crankshaft position),
S: 12-bit change rate information (first correction data),
O: 12-bit transmission time shift information (second correction data),
C: System code (4 bits), and
FCS : Frame confirmation sequence (16 bits).

例えば、データの崩壊又はクランク軸の回転方向の逆転を起こすエンジン制御コマンドに関する追加の情報の送信に使うことのできる、４ビットのシステムコードをメッセージフォーマットへ組み込むのは、ArcNetプロトコルを好適に使用し、これに従ってデータパッケージを全バイトでフォーマットすることから生じる。本発明の制御方法及びシステムで用いられるユーティリティ情報データ、即ち、合計３ｘ１２ビットになる制御パラメータ値と第１及び第２補正データの送信にこのフォーマットを使用すると、４ビットの利用可能な余剰を提供することになり、これを例えばシステムコードに用いることもできる。   For example, it is preferred to use the ArcNet protocol to incorporate a 4-bit system code into the message format that can be used to send additional information about engine control commands that cause data corruption or reversal of the crankshaft direction of rotation. This results from formatting the data package with all bytes accordingly. Using this format to transmit utility information data used in the control method and system of the present invention, that is, control parameter values totaling 3 × 12 bits and first and second correction data, provides 4 bits of available surplus. This can be used, for example, in system code.

図４から明らかになるように、できあがったエンコーダパッケージ又はメッセージは、６ビットのＳＤフィールドと、それぞれが１バイトプラス３ビットを備えている８つのＩＳＵ（情報記号ユニット）フィールドとで作られ、合計９４ビットとなっており、これは、ArcNetプロトコルに従って通信される、５０５バイトにもなることもある標準的なＰＡＣの平均的な長さと比べると大幅に短くなっている。   As can be seen from FIG. 4, the resulting encoder package or message is made up of a 6-bit SD field and 8 ISU (information symbol unit) fields, each with 1 byte plus 3 bits, for a total of It is 94 bits, which is significantly shorter than the average length of a standard PAC that can be as large as 505 bytes communicated according to the ArcNet protocol.

図３に関連する説明から、エンコーダメッセージに長さの短いメッセージフォーマットを使用することは、通信バスネットワークのエンコーダノードからの連続する更新メッセージの送信の間の時間間隔を短縮することに更に積極的に寄与することが分かる。 From the description associated with FIG. 3, using a short message format for encoder messages is more aggressive in reducing the time interval between successive update message transmissions from encoder nodes of the communication bus network. It can be seen that it contributes to

通信バスの操作にArcNetプロトコルと使用すると、バスの周波数は、通常、２．５Ｍビット／ｓであり、合計９４ビットに減らしたエンコーダメッセージのフォーマットを使うと、通信バスを介するエンコーダメッセージの送信に関する理論的な送信遅延は、３７．６μｓとなる。エンコーダ及び推定器のタイマー装置１６と２６が２ＭＨｚのクロック周波数で作動することで、送信時間の遅延を考慮して第２補正データを修正するために、エンコーダタイマー装置のタイマー計数で表される時間のずれΔｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}に加算される定数Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}は、エンコーダタイマー装置１６の７０計数段階まで選択される。 When used with the ArcNet protocol for communication bus operation, the bus frequency is typically 2.5 Mbit / s, and using the encoder message format reduced to a total of 94 bits, it relates to the transmission of encoder messages over the communication bus. The theoretical transmission delay is 37.6 μs. The encoder and estimator timer devices 16 and 26 operate at a clock frequency of 2 MHz, so that the time represented by the timer count of the encoder timer device is used to correct the second correction data in consideration of the transmission time delay. The constant Δt _transmission to be added to the deviation Δt _offset is selected up to 70 count stages of the encoder timer device 16.

連続する更新の間の間隔の長さに影響を与える別の要因は、エンコーダパッケージ以外のメッセージの送信に用いられる時間スロットの持続時間と周波数であり、即ち、エンコーダパッケージの送信に利用できない全送信時間スロットシーケンスの部分である。   Another factor that affects the length of the interval between successive updates is the duration and frequency of the time slot used to transmit messages other than the encoder package, i.e. all transmissions not available for encoder package transmission. Part of the time slot sequence.

図３から明らかな様に、この部分は、例えば、２つ以上のノードＩＤを各種ノードの内のエンコーダノードに割り当てることによって短くなる。全ての利用可能な時間スロットの５０パーセントを、本発明の冗長制御システム内のエンコーダパッケージの送信に割り当てるという上記例から、連続するエンコーダパッケージの送信に利用できるようになる時間スロットは、他の通信目的に、１時間スロット以上を使って分離されることはないものと理解されたい。   As is apparent from FIG. 3, this portion is shortened by assigning, for example, two or more node IDs to encoder nodes among various nodes. From the above example of allocating 50 percent of all available time slots to encoder package transmissions within the redundant control system of the present invention, the time slots that are made available for transmission of successive encoder packages are other communications. It should be understood that for purposes of separation, no more than one hour slot is used.

図５と図６の図形表示は、エンコーダパッケージの送信に通信バスネットワークを使用できないことに関する、「最悪の場合」と「最良の場合」の状況をそれぞれ分かり易くする役目を果たしている。各表示において、コントローラインターフェースモジュールを更新するための実際のエンコーダメッセージの送信の後に、モジュール、端末、又はエンコーダインターフェースモジュールとは別のユニットを表すノードへの「トークンを送信する勧誘（ＩＴＴ）」の通信が続き、これにより、次の時間スロットがこのノードからのメッセージの送信に利用できるようになる。図５では、この利用可能性は、最大長の標準的なＰＡＣの送信に用いられるのに対して、図６では、ＩＴＴトークンを受信しているノードからの送信に対してメッセージが用意されていない。標準的なＰＡＣに合わせてフォーマットされた上記メッセージをArcNetプロトコルの下で用いると、エンコーダとは異なるノードからの送信に利用できるようになる時間スロットの最大持続時間は、時機設定及び通信遅延を含めて、約６００μｓとなるのに対して、最小持続時間は、時間スロットを使用しない場合は、約１００μｓとなる。 The graphical representations of FIGS. 5 and 6 serve to facilitate understanding of the “worst case” and “best case” situations regarding the inability to use the communication bus network for encoder package transmission. In each display, after sending the actual encoder message to update the controller interface module, an “invite to send token (ITT)” to a node representing a module, terminal, or a unit other than the encoder interface module. Communication continues so that the next time slot is available for sending messages from this node. In FIG. 5, this availability is used for transmission of a standard PAC of the maximum length, whereas in FIG. 6, a message is prepared for transmission from the node receiving the ITT token. Absent. When the above message formatted for standard PAC is used under the ArcNet protocol, the maximum duration of the time slot that can be used for transmission from a node different from the encoder includes time setting and communication delay. The minimum duration is about 100 μs when the time slot is not used, whereas the minimum duration is about 600 μs.

これにより、同じエンコーダからの２つの連続するデータメッセージの送信の間の更新間隔の最大持続時間は、約１２００μｓとなり、一方、図７に関連して以下に説明する様に、完全相互冗長構造では、更新間隔の最小持続時間は、約１００μｓとなる。この背景では、新しいエンコーダパッケージでコントローラインターフェースモジュールを更新する平均的周波数は、約３０００Ｈｚであることが予測される。 This gives a maximum duration of the update interval between the transmission of two consecutive data messages from the same encoder, while in a fully mutual redundancy structure, as explained below in connection with FIG. The minimum duration of the update interval is about 100 μs. In this background, the average frequency of updating the controller interface module with a new encoder package is expected to be about 3000 Hz.

図７は、本発明の制御システムの好適な実施形態の完全相互冗長構造の例を、単純化したブロック図を示している。
この構造では、エンジン回転中の瞬間的クランク軸位置の様な制御パラメータ値は、独自の等しく独立したエンコーダインターフェースモジュール（ＥＩＭ１、ＥＩＭ２）３３と３４に接続されている２つの独立したエンコーダ装置３１と３２によって捕捉され、各モジュールは、図２に示しているのと同じやり方で、エンコーダレジスタと、第１及び第２タイマー装置で構成されている。 FIG. 7 shows a simplified block diagram of an example of a fully mutual redundancy structure of a preferred embodiment of the control system of the present invention.
In this structure, control parameter values, such as the instantaneous crankshaft position during engine rotation, are transmitted to two independent encoder devices 31 connected to their own equally independent encoder interface modules (EIM1, EIM2) 33 and 34. Each module is comprised of an encoder register and first and second timer devices in the same manner as shown in FIG.

制御パラメータ値を含むエンコーダメッセージを、２つのエンコーダ装置３１及び３２それぞれから、２つの等しく独立した通信バスネットワーク３９（ネットワークＡ）及び４０（ネットワークＢ）を介して送信するために、エンコーダインターフェースモジュール３３と３４（ＥＩＭ１、ＥＩＭ２）は、それぞれ、２つの独立したネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭＡ、ＮＩＭＢ）３５、３６と３７、３８を備えており、ネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭＡ）３５と３７は、通信バスネットワーク３９（チャネルＡ）のノードを形成し、ネットワークインターフェースモジュール３６と３８（ＮＩＭＢ）は、通信バスネットワーク４０のノードを形成しており、それによって、図３にも示している様に、各通信バスネットワーク３９と４０上でエンコーダパッケージを送信するのに、２つのネットワークノードを利用できるようにしている。 In order to transmit an encoder message containing control parameter values from two encoder devices 31 and 32 respectively via two equally independent communication bus networks 39 (network A) and 40 (network B), the encoder interface module 33 And 34 (EIM1, EIM2) include two independent network interface modules (NIMA, NIMB) 35, 36 and 37, 38, respectively, and the network interface modules (NIMA) 35 and 37 are connected to a communication bus network 39. node is formed (channel a), the network interface module 36 and 38 (Nimb) forms a node of a communication bus network 40, whereby, as also shown in FIG. 3, To transmit the encoder package a communication bus network 39 40, are available two network nodes.

図７の相互冗長構造では、本発明の制御方法を実施するための、制御パラメータ値と第１及び第２補正データを含むエンコーダメッセージの作成に関する制御システムの基本的な作用は、図２に示している構造に関する説明と同じである。   In the mutual redundancy structure of FIG. 7, the basic operation of the control system relating to the creation of an encoder message including control parameter values and first and second correction data for implementing the control method of the present invention is shown in FIG. It is the same as the explanation about the structure.

制御ユニット側では、２つの独立したネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭＡ、ＮＩＭＢ）４１と４２の一方が、それぞれ通信バスネットワーク３９（チャネルＡ）と４０（チャネルＢ）の一方及び他方の単一のノードを形成している。しかしながら、相互冗長構造に続いて、ネットワークインターフェースモジュール４１と４２は、それぞれ、２つの推定器４３と４４の両方に接続されている。 On the control unit side, one of two independent network interface modules (NIMA, NIMB) 41 and 42 forms a single node of one and the other of communication bus networks 39 (channel A) and 40 (channel B), respectively. is doing. However, following the mutual redundancy structure, network interface modules 41 and 42 are connected to both two estimators 43 and 44, respectively.

２つの各推定器４３と４４のそれぞれで、２つの通信バスネットワー３９（チャネルＡ）と４０（チャネルＢ）に、エンコーダメッセージ用のレジスタと、線形外挿器と、推定器のタイマー装置と、推定位置用のレジスタとを含む、図２に示しているのと同じ構成要素が設けられている。 In each of the two estimators 43 and 44, there are two communication bus networks 39 (channel A) and 40 (channel B), a register for encoder messages, a linear extrapolator, a timer device for the estimator, The same components as shown in FIG. 2 are provided, including a register for the estimated position.

同じ制御パラメータ、即ち、角度方向クランク軸位置を測定するために、相互冗長構造に２つの独立したエンコーダ装置３１と３２を使用した結果、２つの独立したバスネットワーク３９（チャネルＡ）と４０（チャネルＢ）のそれぞれは、制御ユニット側で、エンコーダ装置３１と３２の一方及び他方から発生するエンコーダメッセージの間で選択を行う必要が生じる。このために、エンコーダ選択器４５の形態の選択装置が設けられ、一方ではネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭＡ、ＮＩＭＢ）４１と４２のそれぞれに、他方では２つの推定器４３と４４のそれぞれに接続されている。   As a result of using two independent encoder devices 31 and 32 in a mutual redundant structure to measure the same control parameter, i.e. angular crankshaft position, two independent bus networks 39 (channel A) and 40 (channel Each of B) needs to make a selection between encoder messages generated from one and the other of the encoder devices 31 and 32 on the control unit side. For this purpose, a selection device in the form of an encoder selector 45 is provided, which is connected on the one hand to each of the network interface modules (NIMA, NIMB) 41 and 42 and on the other hand to each of the two estimators 43 and 44. .

エンコーダ選択器では、全ての到着したエンコーダメッセージの情報データの内容の分析と評価が実行され、図２に関連して先に述べた操作と計算に従って新しい制御パラメータの推定値を使って、エンコーダ選択器４５と制御ユニット４７の間に相互接続されている位置レジスタ４６を更新するために、どのエンコーダ信号と、対応する推定値を受け入れるべきかの選択が行われる。これは、エンコーダ装置３１と３２の一方を「稼動中の」エンコーダ装置に、他方を待機中のエンコーダ装置に選択するのに有用に使用される。 The encoder selector performs an analysis and evaluation of the information data content of all incoming encoder messages and uses the new control parameter estimates according to the operations and calculations described above in connection with FIG. In order to update the position register 46 interconnected between the unit 45 and the control unit 47, a selection is made as to which encoder signal and a corresponding estimate should be accepted. This is usefully used to select one of the encoder devices 31 and 32 as the “active” encoder device and the other as the standby encoder device.

この選択操作を実行するために、各推定器４３と４４の位置レジスタ２７に入力される制御パラメータ値は、図８のブロック図に示す様に、エンコーダ選択器４５の一部を形成している選択器回路４８に送られ、選択器回路４８は、入ってくるエンコーダメッセージの情報データ内容を分析するために少なくとも１つの選択基準を適用することによって、エンコーダ装置３１と３２から到着し、エンコーダ選択器４５へ何れかの推定器４３と４４から送られるメッセージの間で実際の選択を実行するため、多数の選択基準モジュール４９、５０、５１、５２によって制御されている。   In order to execute this selection operation, the control parameter values input to the position registers 27 of the estimators 43 and 44 form part of the encoder selector 45 as shown in the block diagram of FIG. Sent to the selector circuit 48, which arrives from the encoder devices 31 and 32 by applying at least one selection criterion to analyze the information data content of the incoming encoder message, Controlled by a number of selection criteria modules 49, 50, 51, 52 to perform the actual selection between messages sent from any estimators 43 and 44 to the estimator 45.

図８に示している様に、様々な型式の選択基準を、以下を含めモジュール４９−５２によって、個別に又は組み合わせて適用することができる。
更新観察（モジュール４９）：エンコーダ装置３１と３２の一方が「稼動」エンコーダに選択されると、観測は、稼働中のエンコーダから到着する更新メッセージの周波数を待機又は非稼動中のエンコーダ装置から到着する更新メッセージの周波数と比べることによって行われる。後者の更新周波数が、前者の３倍という様に相当に高ければ、稼働中のエンコーダに関する問題を示唆するものとして受け止め、当初の待機中のエンコーダ装置を稼働中にする選択を要求する。 As shown in FIG. 8, various types of selection criteria can be applied individually or in combination by modules 49-52 including:
Update observation (module 49) : When one of the encoder devices 31 and 32 is selected as the “active” encoder, the observation arrives from the encoder device waiting or not operating for the frequency of the update message arriving from the active encoder. This is done by comparing with the frequency of the update message to be. If the latter update frequency is considerably high, such as three times that of the former, it is taken as an indication of a problem with the active encoder, and a request is made to select the original standby encoder device to be active.

位置変化観測（モジュール５０）：選択された稼働中のエンコーダ装置から到着する連続する更新メッセージに含まれている瞬間的クランク軸値を示す制御パラメータ値の変化を観測し、この変化を、更新メッセージに含まれている変化率の情報と比較することによって、制御パラメータ値の観測された変化と、クランク軸速度を示す変化率情報の間の差の発生が検出される。制御パラメータ値の変化が、実際の速度と比べて、３倍の様に相当に高いか、又はゼロの様に相当に低い場合、これは、送信している稼働中のエンコーダモジュールのエラーを表しており、当初の待機中のエンコーダ装置を稼働中にするよう要求している。 Position change observation (module 50) : observes a change in the control parameter value indicating the instantaneous crankshaft value included in successive update messages arriving from the selected working encoder device, and this change is updated message Is detected, the occurrence of a difference between the observed change in the control parameter value and the change rate information indicating the crankshaft speed is detected. If the change in the control parameter value is significantly higher, such as three times, or very low, such as zero, compared to the actual speed, this represents an error in the active encoder module transmitting. And requesting that the initial standby encoder device be in operation.

速度比較（モジュール５１）：選択された稼働中のエンコーダ装置と待機中のエンコーダ装置の両方から到着する更新メッセージに第１補正データとして含まれている変化率の情報を観測することによって、到着するメッセージのこれらの部分の間の差の発生を検出することができる。稼働中のエンコーダ装置からの変化率情報に非常に急な変動が発生し、待機中のエンコーダ装置から受信される変化率情報がこれに対応する変動で追随していない場合は、稼働中のエンコーダ装置のエラーを示しており、当初の待機中のエンコーダ装置を稼働中にする選択が要求される。 Speed comparison (module 51) : Arrival by observing the rate of change information contained in the update message arriving from both the selected active encoder device and the standby encoder device as the first correction data The occurrence of a difference between these parts of the message can be detected. If the rate of change information from the encoder device in operation is very sudden, and the rate of change information received from the encoder device in standby does not follow the corresponding change, the encoder in operation An error in the device is indicated, and a selection is required to bring the original standby encoder device into operation.

システムコード確認（モジュール５２）：送信している稼働中のエンコーダモジュールで様々なエラー状態が発生していることが既に発見されているので、その様なエラー状態の表示は、メッセージフォーマットのシステムコードフィールド（Ｃ）のビット値を設定することによって、送信される更新メッセージで通信される。当初の待機中のエンコーダ装置を稼動させる選択が必要な場合、更新メッセージ内のＣフィールドの観測によって、メッセージを確認することができる。送信しているエンコーダモジュール内で検出できるエラー状態の１つの例は、制御パラメータ値に対するグレイコードのビットシーケンスの、或るクランク軸測定位置から次の位置への変化に関係している。２ビット以上変化しているか、値が変わらずに留まっていなければならない位置のビット値が変わっていれば、エラー状態を示している。 System code confirmation (module 52) : Since it has already been discovered that various error conditions have occurred in the transmitting encoder module in operation, such an error condition is indicated by the system code in the message format. By setting the bit value of the field ( C ), it is communicated in the transmitted update message. If it is necessary to select the encoder device that is initially waiting, the message can be confirmed by observing the C field in the update message. One example of an error condition that can be detected in the transmitting encoder module relates to the change of the Gray code bit sequence for the control parameter value from one crankshaft measurement position to the next. An error condition is indicated if there has been a change of 2 bits or more, or if the bit value at a position where the value must remain unchanged has changed.

先に単なる例として述べた選択基準は、制御システムの冗長構造の２つのエンコーダモジュールの間で選択するための基本として、個別に、又は組み合わせて適用することができる。   The selection criteria described above by way of example only can be applied individually or in combination as a basis for selecting between the two encoder modules of the redundant structure of the control system.

制御システムの所望の作動安定性を保証するには、実際のエンコーダ選択は、エンコーダ選択器４５内の選択器回路４８によって行われるが、選択されたエンコーダ装置が、或る最短期間、確実に稼働中のエンコーダとして維持されるようにするのが更に望ましい。このため、選択タイマー５３を、更に、選択操作を制御するための選択器回路４８に接続してもよい。   To ensure the desired operational stability of the control system, the actual encoder selection is made by the selector circuit 48 in the encoder selector 45, but the selected encoder device is ensured to operate for some minimum period of time. It is further desirable to be maintained as a middle encoder. For this reason, the selection timer 53 may be further connected to a selector circuit 48 for controlling the selection operation.

選択された稼働中のエンコーダ装置３１又は３２からの更新エンコーダメッセージが到着すると、実際の瞬間的クランク軸位置を示す、メッセージに含まれている制御パラメータ値は、各推定器装置の位置レジスタ２７に直接入力され、必然的に、これも位置レジスタ４６のエンコーダ選択器４５によって行われた選択の結果として直接入力される。   When an update encoder message arrives from the selected active encoder device 31 or 32, the control parameter value contained in the message, which indicates the actual instantaneous crankshaft position, is stored in the position register 27 of each estimator device. It is input directly, and inevitably it is also input directly as a result of the selection made by the encoder selector 45 of the position register 46.

選択された稼働中のエンコーダから次の更新メッセージが到着するまでの時間間隔に、位置レジスタ４６は、先に述べた様に、選択された稼働中のエンコーダに関する推定位置の値によって繰り返し更新される。   During the time interval until the next update message arrives from the selected working encoder, the position register 46 is repeatedly updated with the estimated position value for the selected working encoder, as described above. .

第２補正データの値を選択された稼働中のエンコーダからの最新の更新メッセージに含まれている第１補正データの値から減じることにより推定位置の値で位置レジスタ４６を更新するための繰り返し間隔を計算するための基本を、図９の上部と下部に、それぞれ、エンコーダ側によって作成及び送信され、推定器側によって受信される更新メッセージに含まれている実際の位置情報を示すグラフ表示を使って表している。   Repeat interval for updating the position register 46 with the estimated position value by subtracting the value of the second correction data from the value of the first correction data contained in the latest update message from the selected active encoder The top and bottom of FIG. 9 use the graphical display showing the actual location information contained in the update message that is created and transmitted by the encoder side and received by the estimator side, respectively. It expresses.

各グラフ表示で、４つの方形波動信号は、一体になって、メッセージに含まれる位置情報の部分的な表示を形成しており、それぞれエンコーダ側によって第１及び第２補正データとして作成及び送信されるメッセージに含まれている変化率情報Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}と時間ずれ情報Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}は、それぞれ「速度」と表示された破線と、「ずれ」と表示された点線とによって示されており、推定器側で推定位置の値の作成に用いられる繰り返しの時間間隔は、「速度−ずれ」と表示された太線で示されている。しかしながら、これらの呼称は、推定器で推定位置の値を作成するのに用いられる繰り返しの時間間隔が、実際には、エンコーダ側で測定される実際のクランク軸速度を、実際の位置情報の捕捉から送信までの時間遅延を補正して送信時にエンコーダメッセージ内に組み込まれる捕捉された位置情報の「年齢」を補正する量だけ上げることに対応している、ということを示すためだけに単純化した表現になっていることに注目して頂きたい。 In each graph display, the four square wave signals are combined to form a partial display of the position information included in the message, and are created and transmitted as first and second correction data by the encoder side, respectively. The rate-of-change information Δt _velocity and the time shift information Δt _offset included in the message are indicated by a broken line labeled “speed” and a dotted line labeled “shift”, respectively. The repetitive time interval used to create the estimated position value is indicated by a bold line labeled “speed-deviation”. However, these designations are based on the fact that the repetitive time interval used to create the estimated position value in the estimator actually captures the actual crankshaft speed measured on the encoder side and captures the actual position information. Simplified only to show that it is compatible with increasing the “age” of the captured location information included in the encoder message at the time of transmission by correcting the time delay from to Please pay attention to the expression.

１つ又は複数のエンコーダモジュールからの連続する更新メッセージの間で推定位置の値を作成するために各推定器４３と４４に適用される線形外挿では、「速度−ずれ」値を各推定器装置内の推定器タイマー２６用の上側リセットタイマー計数として使用することは、推定位置の値が作成される繰り返しの間隔が、２つの連続する更新エンコーダメッセージの間の間隔では同じに留まり、前の更新エンコーダメッセージと通信されるＲＰＭでの実際の捕捉されたクランク軸速度と値が一致することを意味している。   In linear extrapolation applied to each estimator 43 and 44 to create an estimated position value between successive update messages from one or more encoder modules, a “velocity-deviation” value is assigned to each estimator. As an upper reset timer count for the estimator timer 26 in the device, the repetition interval at which the estimated position value is created remains the same in the interval between two successive update encoder messages, This means that the value matches the actual captured crankshaft speed at the RPM communicated with the update encoder message.

従って、各更新エンコーダメッセージの後の間隔で推定位置の値を作成する際には、更新メッセージと通信される速度の変化を考慮するのに対して、連続する更新エンコーダメッセージの間の間隔における加速又は減速が引き起こし、実際の角度方向クランク軸位置に影響を与える可能性があるクランク軸速度の変動は考慮しない。   Thus, when creating estimated position values at intervals after each update encoder message, acceleration in the interval between successive update encoder messages is taken into account, while taking into account the change in speed communicated with the update message. Or, it does not take into account crankshaft speed fluctuations that may cause deceleration and affect the actual angular crankshaft position.

その様なクランク軸加速度の潜在的な影響は、ほぼ一定のエンジン速度での定常運転、各気筒へ始動空気を供給することによるエンジンの始動、及び、前方推進のため特定の速度で作動しているエンジンに、エンジンクランク軸を停止するまで制動して逆方向に回転を再開させることを求める「逆転」コマンドが与えられるいわゆる「クラッシュ停止」状況、の各作動状況に対して確認されている。 The potential effect of such crankshaft acceleration is to operate at a specific speed for steady operation at nearly constant engine speed, engine start by supplying start air to each cylinder, and forward propulsion. It has been confirmed for each operating situation of a so-called “crash stop ” situation where a given engine is given a “reverse” command to brake the engine crankshaft until it stops and to resume rotation in the opposite direction.

定常運転では、それぞれＴＤＣ（上死点）位置に近いピストンで起こる連続する点火の間の、多気筒エンジンの内の１つの気筒の１燃焼サイクルを通してのクランク軸速度の代表的な変動は、ＴＤＣとＢＤＣ位置の間の加速度によって生じる速度の変化がほぼ線形で、少なくとも２次多項式により良好な精度で近似することのできる、正弦曲線を重ね合わせた調波変動として良好な近似で記述することができる。   In steady state operation, the typical variation in crankshaft speed through one combustion cycle of one cylinder of a multi-cylinder engine during successive ignitions occurring at each piston close to the TDC (top dead center) position is TDC The change in speed caused by the acceleration between the BDC position and the BDC position is approximately linear, and can be approximated with good accuracy by at least a second order polynomial, and can be described with good approximation as harmonic fluctuations overlaid with sinusoids. it can.

極端な「クラッシュ停止」状況では、先ず「風車状態」としても知られているアイドル運転によるクランク軸速度の大幅な減速を可能にする点火の中断によって、次に圧縮空気を各気筒にクランク軸の完全制動を引き起こす順に供給することによって、エンジンは停止され、直後に、各気筒内の通常の点火が確立されるレベルまで逆回転方向に加速される。各気筒の通常の点火が始まると、クランク軸速度は、再び、ほぼ同じ調波変動を示す。従って、逆推進モード、即ち、前の前方推進から生じた水流に対向して作動しているエンジンの潜在的な影響は、実用的には無視してよい。 In an extreme “crash stop ” situation, the ignition is then interrupted to allow significant deceleration of the crankshaft speed by idle operation, also known as “windmill condition”, and then compressed air is applied to each cylinder in the crankshaft. By supplying in the order that causes full braking, the engine is stopped and immediately thereafter accelerated in the reverse direction to a level at which normal ignition in each cylinder is established. When normal ignition of each cylinder begins, the crankshaft speed again exhibits approximately the same harmonic fluctuation. Thus, the potential impact of an engine operating in reverse propulsion mode, i.e., against the water flow resulting from the previous forward propulsion, may be ignored in practice.

説明のみを目的として、数個の連続する推定位置の値に対して続くクランク軸の緩やかな加速度によって生じ得る、理論的に考えられる集積推定エラーを、角度方向クランク軸位置Ｐを時間の関数としてして示すグラフで、図１０に示している。曲線Ｐ_ｒｅａｌは、図２に１２で、図７に３１と３２で示すエンコーダ装置による位置の値の捕捉によって得られる実際のクランク軸位置を示しているのに対して、各付点位置の値Ｐ_ｅｓｔ１−Ｐ_ｅｓｔ４は、先に説明した線形外挿ＬＥ１−ＬＥ４によって、垂直軸との交点で実際の位置から始まる次の更新メッセージの到着時に得られる推定位置を示している。 For illustrative purposes only, the theoretically considered integrated estimation error, which can be caused by the slow acceleration of the crankshaft that follows for several consecutive estimated position values, is the angular crankshaft position P as a function of time. This graph is shown in FIG. The curve _Preal shows the actual crankshaft position obtained by capturing the position value by the encoder device indicated by 12 in FIG. 2 and 31 and 32 in FIG. P _est 1-P _est 4 indicates the estimated position obtained at the arrival of the next update message starting from the actual position at the intersection with the vertical axis by the linear extrapolation LE1-LE4 described above.

以上の説明から明らかな様に、例えば６０ｒｐｍの回転クランク軸速度では、約３０００個の更新エンコーダメッセージが、推定エラーを最小化するために各エンジン回転毎に受信できるよう期待されているので、実際的に考えると、図１０の表示は誇張されていると見るべきである。   As is apparent from the above description, for example, at a rotating crankshaft speed of 60 rpm, approximately 3000 update encoder messages are expected to be received at each engine revolution to minimize the estimation error. In view of this, it should be seen that the display of FIG. 10 is exaggerated.

要約すると、上に述べた本発明の制御方法及びシステムの好適な実施策の作動全体は、図７に示している完全相互冗長システムの構成に関係している図１１の作動図で表すことができる。   In summary, the overall operation of the preferred embodiment of the control method and system of the present invention described above can be represented in the operational diagram of FIG. 11 which relates to the configuration of the fully mutual redundant system shown in FIG. it can.

図１１に示している様に、１２ビットのグレイコードの位置の値と１ビットの速度表示を含んでいる実際の制御パラメータ値は、エンコーダ１と２によって捕捉される。各エンコーダと接続されているエンコーダインターフェースモジュールでは、１２ビットの第１補正データは、捕捉された速度表示から求められ、１２ビットの第２補正データは、最新の捕捉された位置の値から経過した時間を継続的に測定することによって求められる。エンコーダＩＤ及び４ビットのシステムコードと共に、位置と第１及び第２補正データを備えている３つの１２ビットの値は、データメッセージに含まれており、データメッセージには、更新エンコーダメッセージを形成するため、フレーム確認シーケンスＦＣＳも組み込まれている。 As shown in FIG. 11, the actual control parameter values including the 12-bit Gray code position value and the 1-bit velocity indication are captured by encoders 1 and 2. In the encoder interface module connected to each encoder, the 12-bit first correction data is obtained from the captured velocity display, and the 12-bit second correction data has elapsed since the most recently acquired position value. It is determined by measuring time continuously. Along with the encoder ID and 4-bit system code, three 12-bit values comprising the position and the first and second correction data are included in the data message, and the data message forms an update encoder message Therefore , a frame confirmation sequence FCS is also incorporated.

通信バスを介する一斉通信によって、更新エンコーダメッセージは、通信バスネットワークと接続されている各コントローラインターフェースモジュール（ＣＩＭ）に受信され、更新エンコーダメッセージで受信された実際の位置の値から線形外挿によって推定位置の値を作成するため、推定器１と２に送られる。 By simultaneous communication over the communication bus, the update encoder message is received by each controller interface module (CIM) connected to the communication bus network and estimated by linear extrapolation from the actual position value received in the update encoder message. Sent to estimators 1 and 2 to create position values.

目下の好適な実施策では、本発明の制御方法及びシステムは、多気筒内燃機関の各気筒毎の各燃焼サイクル中の操作事象の制御に、全ての関与するエンコーダとコントローラインターフェースモジュール用の共有される通信線を形成している標準的な通信バスネットワークを介してデータメッセージを通信することにより、先行技術による方法に完全に匹敵する精度及び信頼性を提供し、これにより、センサー装置の検出器部材からの専用の個別の信号線に関する、先行技術による制御方法における必要性を無くすことができる。   In the presently preferred implementation, the control method and system of the present invention is shared for all participating encoders and controller interface modules to control operating events during each combustion cycle for each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine. By communicating data messages over a standard communication bus network forming a communication line, providing accuracy and reliability that is completely comparable to prior art methods, thereby detecting the detector of the sensor device The need for prior art control methods for dedicated individual signal lines from members can be eliminated.

以上、主に、制御パラメータの瞬間値を含むデータメッセージが、制御パラメータの捕捉とは関係無く、即ち、時間遅延で、例えばトークンベースの通信バスネットワークを使用することにより通信される目下の好適な１つの実施策に関連付けて、本発明の制御方法及びシステムについて説明してきたが、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって提供されている定義に含まれている他の型式の通信バスネットワーク及び他の送信モードを利用している代替実施形態も含んでいる。 As described above, the presently preferred data message including the instantaneous value of the control parameter is communicated independently of the acquisition of the control parameter, that is, with a time delay, for example by using a token-based communication bus network. Having described the control method and system of the present invention in connection with one implementation, the scope of the present invention includes other types of communication bus networks and definitions contained in the definitions provided by the claims, and Alternative embodiments utilizing other transmission modes are also included.

多気筒舶用ディーゼル機関用の先行技術による電子制御システムの全体図である。1 is an overall view of a prior art electronic control system for a multi-cylinder marine diesel engine. 本発明による制御方法及びシステムの或る実施形態の基本的全体ブロック図である。1 is a basic overall block diagram of an embodiment of a control method and system according to the present invention. 図２に示しているシステムで使用するための、トークンベース通信バスネットワークのためのノード識別方式の或る例の図である。FIG. 3 is a diagram of an example node identification scheme for a token-based communication bus network for use in the system shown in FIG. 図３に示している通信バスネットワークを介して送られるメッセージのためのメッセージフォーマットの一例を示している。Fig. 4 shows an example of a message format for a message sent via the communication bus network shown in Fig. 3. 図４で示しているようにフォーマットされたメッセージの通信の例を示しており、図４に示している２つの連続するメッセージの通信の間の更新間隔の持続時間における究極的な変動を表している。Fig. 5 shows an example of message communication formatted as shown in Fig. 4, representing the ultimate variation in the duration of the update interval between the communication of two consecutive messages shown in Fig. 4; Yes. 図４で示しているようにフォーマットされたメッセージの通信の例を示しており、図４に示している２つの連続するメッセージの通信の間の更新間隔の持続時間における究極的な変動を表している。Fig. 5 shows an example of message communication formatted as shown in Fig. 4, representing the ultimate variation in the duration of the update interval between the communication of two consecutive messages shown in Fig. 4; Yes. 本発明による制御システムの好適な相互冗長実施形態の単純化した概略ブロック図である。FIG. 2 is a simplified schematic block diagram of a preferred mutual redundant embodiment of a control system according to the present invention. 図７に示している相互冗長制御システムの別個の推定手段の間の選択を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a selection between separate estimation means of the mutual redundancy control system shown in FIG. 図２又は図７に示している制御システムによる、制御パラメータの瞬間値の捕捉と、同値を含むエンコーダメッセージの送信との間のずれ又は時間遅延の補正を示すグラフである。FIG. 8 is a graph illustrating correction of deviation or time delay between acquisition of instantaneous values of control parameters and transmission of encoder messages containing the same values by the control system shown in FIG. 2 or FIG. 7. 図２又は図７に示している制御システム内の連続する制御パラメータエンコーダメッセージの間の更新間隔における制御パラメータの瞬間値の線形外挿による推定を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing estimation by linear extrapolation of instantaneous values of control parameters in an update interval between successive control parameter encoder messages in the control system shown in FIG. 2 or FIG. 7. 図１から図１０に示している制御方法及びシステムの全体的作用を示す作用図である。FIG. 11 is an operation diagram showing an overall operation of the control method and system shown in FIGS. 1 to 10.

符号の説明Explanation of symbols

１２、３１、３２ センサー装置
１１ エンジンクランク軸
１３、３３、３４ エンコーダインターフェースモジュール
１３、３３、３４ コントローラインターフェースモジュール
１４、３５−３８ ネットワークインターフェースモジュール
１６、１７ エンコーダタイマー手段（補正データを作成するための手段）
１８ メッセージ作成手段
１９ 送信手段
２０、３９、４０ 通信バスネットワーク
２１、４１、４２ネットワークインターフェースモジュール
２２ コントローラインターフェースモジュール
２３、４３、４４ 推定手段（推定器装置）
２５ 外挿手段
２６ 推定器タイマー手段
２８、４７ 内燃機関の制御ユニット
２９ ノード
３０ 送信勧誘トークン
４３、４４ 推定手段
４５ 選択手段 12, 31, 32 Sensor device 11 Engine crankshaft 13, 33, 34 Encoder interface module 13, 33, 34 Controller interface module 14, 35-38 Network interface module 16, 17 Encoder timer means (means for generating correction data) )
18 Message creation means 19 Transmission means 20, 39, 40 Communication bus networks 21, 41, 42 Network interface module 22 Controller interface modules 23, 43, 44 Estimation means (estimator device)
25 Extrapolation means 26 Estimator timer means 28, 47 Internal combustion engine control unit 29 Node 30 Transmission invitation tokens 43, 44 Estimation means 45 Selection means

Claims (30)

各燃焼サイクル中に多気筒内燃機関の各気筒毎に、エンジンの各回転中に時間によって変動する制御パラメータに応じて、操作事象の実行を制御するための方法において、
エンジンの各回転中の複数の個々の瞬間における制御パラメータの瞬間値を、少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）によって捕捉する段階と、
各気筒の各燃焼サイクル中に前記操作事象の実行の時機を図り、制御するために、前記制御パラメータの瞬間値をデジタル制御パラメータ信号として前記内燃機関用の制御ユニット（２８；４７）に通信する段階と、を含んでおり、
前記デジタル制御パラメータ信号を、前記少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）から、通信バスネットワーク（２０；３９、４０）内の或るノード（２９）を形成している少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）へ送る段階であって、前記通信バスネットワーク内の別のノードは、前記制御ユニット（２８；４７）に関係付けられたコントローラインターフェースモジュール（２２）によって個別に形成されている、前記デジタル制御パラメータ信号を送る段階と、
前記通信バスネットワークを介して送信するために、前記デジタル制御パラメータ信号をデータメッセージに含める段階と、
前記データメッセージを、同時一斉通信によって、前記バスネットワーク（２０；３９、４０）を介して前記各コントローラインターフェースモジュール（２２）に通信する段階と、
前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）を介する前記送信によって生じる前記デジタル制御パラメータ信号のリアルタイム通信からの偏差を、補正データを前記データメッセージに含めることと、各コントローラインターフェースモジュール（２２）毎に、連続するデータメッセージの前記コントローラインターフェースモジュール（２２）による受信の間の各間隔に制御パラメータの推定値を計算すること、によって補正する段階であって、前記計算は、前記制御パラメータの瞬間値と、各送信メッセージに含まれる前記補正データから行われる、補正する段階と、
を備えたことを特徴とする方法。 In a method for controlling the execution of an operating event for each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine during each combustion cycle, according to a control parameter that varies with time during each rotation of the engine,
Capturing instantaneous values of control parameters at a plurality of individual moments during each revolution of the engine with at least one sensor device (12; 31, 32);
Achieving timing of execution of the operation event during each combustion cycle of each cylinder, to control the instantaneous value of the control parameter control unit for the internal combustion engine as a digital control parameter signal; communicating to (28 47) Stages, and
The digital control parameter signal, wherein the at least one sensor device (12; 31, 32) from communication bus network (20; 39, 40) forms a certain node (29) in at least one encoder Sending to the interface module (13; 33, 34), wherein another node in the communication bus network is individually formed by the controller interface module (22) associated with the control unit (28; 47) Sending said digital control parameter signal;
Including the digital control parameter signal in a data message for transmission over the communication bus network;
Communicating the data message to each controller interface module (22) via the bus network (20; 39, 40) by simultaneous simultaneous communication;
The communication bus network; a deviation from the real-time communication of the digital control parameter signal generated by the transmission over the (20 39, 40), and the inclusion of the correction data to said data message, each controller interface module (22) , a step for correcting calculating the estimated value of the control parameter in each interval between the reception by the controller interface module successive data message (22), by the calculation, the instantaneous value of the control parameter And performing correction from the correction data included in each transmission message ;
Method characterized by comprising a. 前記制御パラメータの瞬間値は、前記各気筒のピストン部材と接続されているエンジンクランク軸（１１）の瞬間的角度位置を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, characterized in that the instantaneous value of the control parameter comprises the instantaneous angular position of the engine crankshaft (11) connected to the piston member of each cylinder. 前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）を介する前記データメッセージの送信は、前記少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）による前記制御パラメータの瞬間値の捕捉と、前記デジタル制御パラメータ信号の、前記少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）への供給とに関係無く行われることと、データメッセージに含まれる前記補正データは、第１及び第２補正データを含んでおり、前記第１補正データは、前記制御パラメータの瞬間値の捕捉の瞬間における、前記データメッセージに含まれている前記デジタルパラメータ信号の変化率（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）を表しており、前記第２補正データは、前記対応する制御パラメータの瞬間値の前記捕捉の瞬間と前記データメッセージの送信の瞬間の間の時間のずれ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}）を表していること、を特徴とする、請求項１に記載の方法。 The transmission of the data message via the communication bus network (20; 39, 40) may be performed by capturing an instantaneous value of the control parameter by the at least one sensor device (12; 31, 32) and the digital control parameter signal. The correction data included in the data message includes first and second correction data, irrespective of the supply to the at least one encoder interface module (13; 33, 34). the first correction data, at the moment of acquisition of the instantaneous value of the control parameter, wherein contained in the data message rate of change of the digital parameter signal represents the (Delta] t _velocity), the second correction data, the The moment of capture of the instantaneous value of the corresponding control parameter and the data message Method according to claim 1 , characterized in that it represents the time lag (Δt _offset ) between the instants of transmission of sage. 前記第１及び第２補正データは、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）内でエンコーダタイマー手段（１６）によって作成され、前記エンコーダタイマー手段は、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）に送られるデジタル制御パラメータ信号が変化する度にリセットされ、前記第１補正データは、リセットされたときの前記エンコーダタイマー手段（１６）の時間計数を含んでおり、前記第２補正データは、前記タイマー手段の連続するリセットの間の間隔におけるデータメッセージの送信の瞬間の前記エンコーダタイマー手段（１７）の時間計数を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の方法。 The first and second correction data are created by the encoder timer means (16) in the encoder interface module (13; 33, 34), and the encoder timer means is the encoder interface module (13; 33, 34). Is reset each time the digital control parameter signal sent to is changed, and the first correction data includes a time count of the encoder timer means (16) when reset, and the second correction data is 4. Method according to claim 3, characterized in that it includes a time count of the encoder timer means (17) at the instant of transmission of a data message in the interval between successive resets of the timer means. 前記第２補正データ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}）は、前記通信バスネットワークを介する前記データメッセージの送信に関する送信時間の遅延（Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}）を表す定数を加えることによって修正されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。 5. The second correction data (Δt _offset ) is modified by adding a constant representing a _transmission time delay (Δt _transmission ) related to the transmission of the data message over the communication bus network. The method described in 1. 前記制御パラメータの推定値は、各コントローラインターフェースモジュール内で、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）から受信される各データメッセージに含まれている前記制御パラメータの瞬間値から線形外挿によって計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 The estimated value of the control parameter is calculated by linear extrapolation from the instantaneous value of the control parameter included in each data message received from the encoder interface module (13; 33, 34) in each controller interface module. The method of claim 1 , wherein: 前記外挿は、前記制御パラメータの瞬間値を同じデータメッセージに含まれている前記補正データから計算される均等な反復間隔で捕捉する２つの連続する個々の瞬間の間の前記制御パラメータの瞬間値の変化を表している定数を繰り返して加えることを含んでおり、前記反復間隔は、前記コントローラインターフェースモジュール（２２）内の推定器タイマー手段（２６）のリセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ}）によって提供され、前記コントローラインターフェースモジュールによる各データメッセージの受信後の第１リセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、１}）は、前記第１補正データ（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）から前記第２補正データ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、_ｍｏｄ．）を引くことによって計算され、その次のリセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ}）は、（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）に設定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。 The extrapolation, the instantaneous value of the control parameter between the individual moment of consecutive two to capture at equal repetition intervals the instantaneous values contained in the same data message is calculated from the correction data of the control parameter The repetition interval is provided by a reset timer count (Δt _{estimation, n} ) of estimator timer means (26) in the controller interface module (22). The first reset timer count (Δt _{estimation, 1} ) after receiving each data message by the controller interface module is calculated from the first correction data (Δt _velocity ) to the second correction data (Δt _offset , Δt _offset , _{mod). .} ) 7. The method according to claim 6, characterized in that the next reset timer count (Δt _{estimation, n} ) is set to (Δt _velocity ). トークンベースのバスネットワーク（２０；３９、４０）が、前記データメッセージを、それぞれが、前記少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）によって形成されている前記ネットワークノードにより受信される送信勧誘トークン（３０）に続いている、送信時間スロットで送信するのに用いられており、各データメッセージは、前記デジタル制御パラメータ信号と前記第１及び第２補正データに加えて、前記ネットワークノードを送信源として識別する識別データを含んでいることを特徴とする、請求項３から７の何れかに記載の方法。 A token-based bus network (20; 39, 40) invites the data message to be received by the network node, each formed by the at least one encoder interface module (13; 33, 34). Used in transmission in a transmission time slot following the token (30), each data message transmitted through the network node in addition to the digital control parameter signal and the first and second correction data 8. A method according to any of claims 3 to 7, characterized in that it comprises identification data that identifies it as a source. 前記送信勧誘トークンは、順次ノード識別方式に従って前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）の全ノード（２９）に送られ、その際、個別のノードＩＤが前記ノードに割り当てられ、これにより、２つ以上のノードＩＤが前記少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）に割り当てられることを特徴とする、請求項８に記載の方法。   The solicitation tokens are sequentially sent to all nodes (29) of the communication bus network (20; 39, 40) according to a node identification scheme, wherein individual node IDs are assigned to the nodes, whereby 2 9. Method according to claim 8, characterized in that more than one node ID is assigned to the at least one encoder interface module (13; 33, 34). 前記データメッセージは、前記ネットワークインターフェースモジュール（１４；３５−３８）によって、前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）を介して送信される標準的なメッセージと比べて長さが短い修正されたメッセージフォーマットを使って作成されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。 The data message is a modified message that is shorter in length than the standard message transmitted by the network interface module (14; 35-38) via the communication bus network (20; 39, 40). 9. The method of claim 8 , wherein the method is created using a format. コントローラインターフェースモジュールと接続されているネットワークインターフェースモジュール（２１；４１、４２）により受信されるデータメッセージは、その様なメッセージ内の前記エンコーダインターフェースモジュールへの前記識別データの発生に応じて前記気筒インターフェースモジュールの別の部分から分離された推定手段（４３、４４）に直接送られることを特徴とする、請求項８に記載の方法。 A data message received by the network interface module (21; 41, 42) connected to the controller interface module is generated in response to the generation of the identification data to the encoder interface module in such a message. 9. Method according to claim 8 , characterized in that it is sent directly to the estimation means (43, 44) separated from another part of the. それぞれが独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）と関係付けられている２つの独立したセンサー装置（３１、３２）の使用を含む冗長操作であって、前記独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）は、少なくとも２つの独立した通信バスネットワーク（３９、４０）を介してメッセージを送信し、前記独立した通信バスネットワーク（３９、４０）のそれぞれに対し、前記別のノードが前記コントローラインターフェースモジュールによって形成されている、冗長操作を特徴とする、請求項１から７の何れかに記載の方法。 A redundant operation comprising the use of two independent sensor devices (31, 32) each associated with an independent encoder interface module (33, 34), said independent encoder interface module (33, 34) Sends messages via at least two independent communication bus networks (39, 40), and for each of the independent communication bus networks (39, 40), the separate node is formed by the controller interface module. A method according to any one of the preceding claims , characterized by redundant operation. 前記独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）は、データメッセージを、前記少なくとも２つの独立した通信バスネットワーク（３９、４０）の全てに送信することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。   13. The method according to claim 12, characterized in that the independent encoder interface module (33, 34) sends a data message to all of the at least two independent communication bus networks (39, 40). 各コントローラインターフェースモジュール（２２）毎に、前記制御パラメータの推定値が、前記独立したバスネットワーク（３９、４０）のそれぞれを介して送信されるメッセージのために独立した推定手段（４３、４４）によって作成され、前記独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）の一つからのメッセージから得られる推定値の選択は、少なくとも１つの選択基準の遵守に依存して、前記推定手段（４３、４４）と関係付けられている選択手段（４５）によって行われることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。 For each controller interface module (22), estimated values of the control parameters, by independent estimation means (43, 44) for the message to be transmitted over a respective said independent bus network (39, 40) Selection of the estimated value created and obtained from the message from one of the independent encoder interface modules (33, 34) depends on the compliance with at least one selection criterion, and with the estimation means (43, 44) 13. A method according to claim 12 , characterized in that it is performed by an associated selection means (45). ＡｒｃＮｅｔプロトコルが、前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）上の一般的データ通信に用いられ、前記プロトコルは、標準的なＡｒｃＮｅｔ通信要件からの偏差を考慮して、前記少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュールから前記メッセージを送信するために修正されることを特徴とする、請求項１２の何れかに記載の方法。 The ArcNet protocol is used for general data communication on the communication bus network (20; 39, 40), the protocol taking into account deviations from standard ArcNet communication requirements, the at least one encoder interface module. The method according to claim 12 , wherein the method is modified to send the message. 各燃焼サイクル中に多気筒内燃機関の各気筒毎に、前記エンジンの各回転中に時間によって変動する制御パラメータに応じて、操作事象の実行を制御するためのシステムにおいて、
エンジンの各回転中の複数の個々の瞬間に制御パラメータの瞬間値を捕捉するための少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）と、
前記気筒の各燃焼サイクル中に前記操作事象の実行の時機を図り、制御するために、捕捉された制御パラメータの瞬間値をデジタル制御パラメータ信号として前記内燃機関用の制御ユニット（２８、４７）へ通信するための手段と、を備えており、
前記少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）は、少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）と、そこへ前記デジタル制御パラメータ信号を送るために接続されており、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）は、通信バスネットワーク（２０；３９、４０）内に或るノード（２９）を形成しており、そのネットワークの別のノードは、前記制御ユニット（２８；４７）に関係付けられているコントローラインターフェースモジュール（２２）によって個別に形成されており、
メッセージ作成手段（１８）は、前記デジタル制御パラメータ信号を含むデータメッセージを作成するために設けられており、送信手段（１９）は、前記データメッセージを前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）を介して前記コントローラインターフェースモジュール（２２）のそれぞれに同時一斉送信することにより通信するために設けられており、
補正データを作成するための手段（１６、１７）は、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）内に、前記補正データを、前記メッセージ作成手段によって作成された前記データメッセージ内に追加して含めるために設けられており、補正手段は、各コントローラインターフェースユニット（２２）によって、前記通信バスネットワークを介する送信によって生じる前記デジタル制御パラメータ信号のリアルタイム通信からの偏差を、連続するデータメッセージの前記コントローラインターフェースモジュール（２２）による受信の間の各間隔毎に前記制御パラメータの推定値を計算することによって補正するために設けられており、前記計算は、前記制御パラメータの瞬間値と、送信される各メッセージに含まれる前記補正データから行われる、ことを特徴とするシステム。 In a system for controlling the execution of an operation event for each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine during each combustion cycle according to a control parameter that varies with time during each rotation of the engine,
At least one sensor device for capturing the instantaneous values of the control parameters into a plurality of individual instant during each rotation of the engine; and (12 31),
In order to time and control the execution of the operating event during each combustion cycle of the cylinder, the captured instantaneous value of the control parameter is used as a digital control parameter signal to the control unit (28, 47) for the internal combustion engine. Means for communicating, and
The at least one sensor device (12; 31, 32) is connected to at least one encoder interface module (13; 33, 34) to send the digital control parameter signal thereto, the encoder interface module (13; 33,34) is communication bus network; it forms a certain node (29) to (20 39, 40) within another node of the network, wherein the control unit (28; 47) Individually formed by the controller interface module (22) associated with
A message creation means (18) is provided for creating a data message including the digital control parameter signal, and a transmission means (19) sends the data message to the communication bus network (20; 39, 40). Via a simultaneous broadcast to each of the controller interface modules (22) via
Means for creating a compensation data (16, 17), the encoder interface module; (13 33, 34) within the correction data, in addition to the said data messages created by the message creating means And a correction means is provided for each controller interface unit (22) to deviate a deviation from real-time communication of the digital control parameter signal caused by transmission over the communication bus network from the continuous data message. Provided to correct by calculating an estimate of the control parameter at each interval during reception by the controller interface module (22), the calculation being transmitted with an instantaneous value of the control parameter Included in each message Serial performed from the correction data, that the system according to claim. 前記少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）は、前記各気筒のピストン部材と接続されているエンジンクランク軸（１１）の瞬間的角度位置の値を、前記制御パラメータの瞬間値として用いるために捕捉するように配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。 The at least one sensor device (12; 31, 32) uses the value of the instantaneous angular position of the engine crankshaft (11) connected to the piston member of each cylinder as the instantaneous value of the control parameter. The system according to claim 16, wherein the system is arranged to capture. 前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）は、前記少なくとも１つのセンサー装置（１２；３１、３２）による前記制御パラメータの瞬間値の捕捉と、前記少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）への前記デジタル制御パラメータ信号の供給とに関係無く、前記データメッセージの送信が行われるように配置され、制御されていることと、補正データを作成するための前記手段は、第１及び第２補正データを作成するために配置されており、前記第１補正データは、対応する前記制御パラメータの瞬間値の捕捉の瞬間における、前記データメッセージに含まれている前記デジタル制御パラメータ信号の変化率／（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）を表しており、前記第２補正データは、前記制御パラメータの瞬間値の捕捉の瞬間と前記データメッセージの送信の瞬間の間の時間のずれ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}）を表していること、を特徴とする、請求項１６に記載のシステム。 The communication bus network (20; 39, 40) captures instantaneous values of the control parameters by the at least one sensor device (12; 31, 32) and the at least one encoder interface module (13; 33, 34). And the means for generating correction data are arranged and controlled to transmit the data message irrespective of the supply of the digital control parameter signal to 2 is arranged to create correction data, and the first correction data is a rate of change of the digital control parameter signal included in the data message at the moment of capturing the instantaneous value of the corresponding control parameter. / (Δt _velocity) represents a second correction data, before Symbol control parameters That represents the time of displacement of the period of instantaneous transmission instant between said data message capture of instantaneous values of the motor (Delta] t _offset), and wherein the system of claim 16. 前記第１及び第２補正データを作成するための前記手段は、エンコーダタイマー手段（１６）を備えており、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）に送られる前記デジタル制御パラメータ信号が変化する度に前記エンコーダタイマー手段（１６）をリセットするために、リセット段階が設けられており、前記第１補正データは、前記エンコーダタイマー手段（１６）がリセットされたときの前記タイマー計数（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）として作成され、前記第２補正データは、前記エンコーダタイマー手段（１６）の連続するリセットの間の間隔におけるデータメッセージの送信時の、前記エンコーダタイマー手段（１６）の前記タイマー計数（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}）として作成されることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。 The means for creating the first and second correction data comprises an encoder timer means (16), and the digital control parameter signal sent to the encoder interface module (13; 33, 34) changes. In order to reset the encoder timer means (16) each time, a reset stage is provided, and the first correction data is stored in the timer count (Δt _velocity ) when the encoder timer means (16) is reset. The second correction data is generated as the timer count (Δt _offset ) of the encoder timer means (16) at the time of transmission of a data message in the interval between successive resets of the encoder timer means (16). Claims created The system according to 8. 手段（１７）は、前記第２補正データ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}）を、前記通信バスネットワークを介する前記データメッセージの送信に関する送信時間の遅延（Δｔ_{ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ}）を示す定数を加えることによって修正するために、前記エンコーダインターフェースモジュール内に設けられていることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。 The means (17) modifies the second correction data (Δt _offset ) by adding a constant indicating a _transmission time delay (Δt _transmission ) related to the transmission of the data message via the communication bus network. The system of claim 18 , wherein the system is provided in an encoder interface module. 前記制御パラメータの推定値を計算するために各コントローラインターフェースモジュール（２２）に関係付けられている推定手段（２３；４３、４４）は、前記制御パラメータの推定値を、線形外挿によって、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）から受信される各データメッセージに含まれている前記制御パラメータの瞬間値から計算するための外挿手段（２５）を備えていることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。 An estimation means (23; 43, 44) associated with each controller interface module (22) for calculating the estimated value of the control parameter is characterized by linearly extrapolating the estimated value of the control parameter to the encoder. interface module; characterized in that it comprises extrapolation means (25) for calculating the instantaneous value of the control parameter included in each data message received from (13 33, 34), claim 16. The system according to 16 . 前記外挿は、前記制御パラメータの瞬間値を同じデータメッセージに含まれている前記補正データから計算される反復間隔で捕捉する２つの連続する個々の瞬間の間の前記制御パラメータの瞬間値の変化を表している定数を繰り返し加えることを含んでおり、前記反復間隔は、前記外挿手段（２５）と接続されているリセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ}）によって提供され、前記手段は、前記コントローラインターフェースモジュールによる各データメッセージの受信後に、前記第１補正データ（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）から前記第２補正データ（Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、Δｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}、_ｍｏｄ．）を引くことによって第１リセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、１}）を計算し、その後のリセットタイマー計数（Δｔ_{ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ、ｎ}）を（Δｔ_{ｖｅｌｏｃｉｔｙ}）に等しく設定することを特徴とする、請求項２１に記載のシステム。 The extrapolation, the change in the instantaneous value of the control parameter between the individual moment two consecutive capturing at the repetition interval which is calculated from the correction data contained instantaneous value of the control parameter in the same data message Wherein the repetition interval is provided by a reset timer count (Δt _{estimation, n} ) connected to the extrapolation means (25), the means comprising the controller After receiving each data message by the interface module, a first reset timer count (Δt _{estimation, 1} ) is obtained by subtracting the second correction data (Δt _offset , Δt _offset , _mod. ) From the first correction data (Δt _velocity ) _. Calculate the subsequent reset timer The system according to claim 21, characterized in that the count (Δt _{estimation, n} ) is set equal to (Δt _velocity ). 前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）は、前記メッセージを、それぞれが、前記エンコーダインターフェースモジュールによって形成されている前記ネットワークノードにより受信された送信勧誘トークン（３０）に続いている、送信時間スロットで送信するためのトークンベースのネットワークであり、各メッセージは、前記デジタル制御パラメータ信号と、前記第１及び第２補正データに加えて、前記ネットワークノードを送信源として識別する識別データを含んでいることを特徴とする、請求項１８から２２の何れかに記載のシステム。 Before SL communications bus network (20; 39, 40) is the message, respectively, are followed received transmission invitation token (30) by said network node being formed by the encoder interface module, transmits A token-based network for transmitting in a time slot, each message including identification data identifying the network node as a source in addition to the digital control parameter signal and the first and second correction data 23. A system according to any one of claims 18 to 22, characterized in that 前記トークンベースのネットワーク（２０；３９、４０）は、順次ノード識別方式を含むネットワークプロトコルに従って操作され、前記方式では、個別のノードＩＤが、前記通信バスネットワークの全てのノード（２９）に、２つ以上のノードＩＤが前記少なくとも１つのエンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）に割り当てられるように割り当てられ、そのため、前記送信勧誘トークン（３０）は、前記全てのノード（２９）に順次送られることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。 The token-based network (20; 39, 40) is operated according to a network protocol including a sequential node identification scheme, in which individual node IDs are assigned to all nodes (29) of the communication bus network by two. One or more node IDs are assigned to be assigned to the at least one encoder interface module (13; 33, 34), so that the solicitation token (30) is sent sequentially to all the nodes (29). 24. The system according to claim 23, wherein: 前記メッセージ作成手段（１８）は、前記ネットワークインターフェースモジュール（１４）によって設けられ、前記メッセージを、前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）を介して送信される標準的なメッセージと比べて長さが短い修正されたメッセージフォーマットで作成するように配置されていることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。 The message creation means (18) is provided by the network interface module (14), and the message is longer than a standard message transmitted over the communication bus network (20; 39, 40). 24. The system of claim 23 , wherein the system is arranged to create in a short modified message format. 各コントローラインターフェースモジュール毎に、前記コントローラインターフェースモジュールの他の部分から分離されている推定器装置（２３；４３、４４）を備えている推定手段が設けられており、前記コントローラインターフェースモジュールと関係付けられているネットワークインターフェースモジュール（２１；４１、４２）は、前記エンコーダインターフェースモジュール（１３；３３、３４）から受信した一斉通信メッセージを、その様なメッセージ内での前記識別データの発生に応じて前記推定器装置（２３；４３、４４）に直接送るための手段を備えていることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。 Each controller interface module, the controller interface other estimator device is separated from the portion of the module (23; 43, 44) in which estimating means includes a is provided, associated with a said controller interface module The network interface module (21; 41, 42) is configured to estimate the broadcast message received from the encoder interface module (13; 33, 34) according to the generation of the identification data in such a message. 24. System according to claim 23 , characterized in that it comprises means for sending directly to the device (23; 43, 44). それぞれ独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）と関係付けられている２つの独立したセンサー装置（３１、３２）を含むことにより、冗長操作に備えて構成されており、前記独立したエンコーダインターフェースモジュールは、少なくとも２つの独立した通信バスネットワーク（３９、４０）を介してメッセージを送信し、前記２つの独立した通信バスネットワーク（３９、４０）のそれぞれに対して、前記別のノード（２９）が、前記コントローラインターフェースモジュール（２２）によって形成されていることを特徴とする、請求項１６から２２の何れかに記載のシステム。 It is configured for redundant operation by including two independent sensor devices (31, 32), each associated with an independent encoder interface module (33, 34), said independent encoder interface module being Send a message via at least two independent communication bus networks (39, 40), and for each of the two independent communication bus networks (39, 40), said another node (29) System according to any of claims 16 to 22 , characterized in that it is formed by the controller interface module (22). 前記独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）のそれぞれは、メッセージ通信のために、前記少なくとも２つの独立した通信バスネットワーク（３９、４０）の全てと接続されていることを特徴とする、請求項２７に記載のシステム。   Each of said independent encoder interface modules (33, 34) is connected to all of said at least two independent communication bus networks (39, 40) for message communication. 27. The system according to 27. 各コントローラインターフェースモジュール（２２）毎に、独立した推定手段（４３、４４）が、前記独立したバスネットワーク（３９、４０）のそれぞれを介して送信されるメッセージ用の前記制御パラメータの推定値を作成するために設けられており、前記独立したエンコーダインターフェースモジュール（３３、３４）の一方からのメッセージから得られる前記制御パラメータの推定値の選択は、少なくとも１つの選択基準の遵守に依存して前記推定手段（４３、４４）に関係付けられている選択手段（４５）によって行われることを特徴とする、請求項２７に記載のシステム。 For each controller interface module (22), an independent estimator (43, 44) creates an estimate of the control parameter for a message sent via each of the independent bus networks (39, 40). Selection of the estimated value of the control parameter obtained from a message from one of the independent encoder interface modules (33, 34) depends on compliance with at least one selection criterion 28. System according to claim 27 , characterized in that it is performed by selection means (45) associated with the means (43, 44). 前記通信バスネットワーク（２０；３９、４０）の各ネットワークインターフェースモジュール（３５−３８、４１、４２）は、前記通信バスネットワーク上の一般的なデータ通信のためにＡｒｃＮｅｔプロトコルに従って作動するＡｒｃＮｅｔコントローラを備えており、前記プロトコルは、標準的なＡｒｃＮｅｔ通信要件からの偏差を考慮して、前記エンコーダインターフェースモジュールからの前記メッセージの送信に備えて修正されていることを特徴とする、請求項２７に記載のシステム。 Each network interface module (35-38, 41, 42) of the communication bus network (20; 39, 40) comprises an ArcNet controller that operates according to the ArcNet protocol for general data communication on the communication bus network. 28. The protocol of claim 27 , wherein the protocol is modified for transmission of the message from the encoder interface module to account for deviations from standard ArcNet communication requirements. system.

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